携帯型無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読取り機
ある特定の携帯型無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読取り機は、ＲＦＩＤ装置からＲＦＩＤ信号を受信するための複数のアンテナ要素を含む能動型アンテナアレイを含む。アンテナ要素は、能動型アンテナアレイにより生成されるビームパターンを制御するための制御回路を含む。携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、和回路と差回路とをさらに含む。和回路は、複数のアンテナ要素のうちの少なくとも２つにより受信されるＲＦＩＤ信号を合計することにより和信号を決定するよう動作可能である。差回路は、複数のアンテナ要素のうちの少なくとも２つにより受信されるＲＦＩＤ信号同士の差信号を決定するよう動作可能である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機はまた、ビームパターンを電子的に誘導して、ＲＦＩＤ読取り機からある特定のＲＦＩＤ装置への方向を特定するためのコントローラを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、携帯型無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読取り機およびそれを用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）技術は、在庫管理および商品追跡といったさまざまな追跡および識別目的に用いられてきた。あるＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤ読取り機からの信号により電力供給されるＲＦＩＤタグを用いる。電力供給されると、ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤ識別データを含む信号を送信してもよい。ＲＦＩＤ読取り機は、ＲＦＩＤ識別データを受信し、識別データに基づいてＲＦＩＤタグまたはＲＦＩＤタグに対応付けられている対象物についての情報を特定してもよい。
【０００３】
個々のＲＦＩＤタグの識別は、複数のＲＦＩＤタグがＲＦＩＤ読取り機の信号に応答する場合、困難となり得る。例えば、複数のＲＦＩＤタグが同一場所に位置しているとき、ＲＦＩＤ読取り機は、探索されている特定のＲＦＩＤタグをユーザが選択できるように応答を区別することが困難なことがある。いくつかのＲＦＩＤ読取り機は、単に呼びかけ信号を送るよりむしろ書き換え信号を送ることによりこの懸念に対処している。すなわち、これらＲＦＩＤ読取り機は、ＲＦＩＤタグ上のデータを書き換えるか、または、ＲＦＩＤタグの機能をプログラムし直す信号を送ることにより、あるＲＦＩＤタグを別のＲＦＩＤタグから区別しやすくする。識別目的で複数当事者によりＲＦＩＤタグが用いられる予定のとき、ＲＦＩＤタグを書き換えたり、プログラムし直したりすることは、問題となり得る。というのも、ＲＦＩＤタグを読み取ろうとする後続の当事者は、ＲＦＩＤタグ上に書き込まれている新たなデータを読取ることができない可能性があったり、新たなデータを追跡目的の情報と照合することができない可能性があったりするからである。
【発明の概要】
【０００４】
携帯型無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読取り機およびその使用方法を開示する。ある特定の携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、１つ以上のＲＦＩＤ装置からＲＦＩＤ信号を受信するための複数のアンテナ要素を含む能動型アンテナアレイを含む。複数のアンテナ要素の各々は、能動型アンテナアレイにより生成されるビームパターンを制御するための制御回路を含む。携帯型ＲＦＩＤ読取り機はまた、複数のアンテナ要素のうちの少なくとも２つにより受信されるＲＦＩＤ信号を合計することにより和信号を決定するよう動作可能な和回路を含む。携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、複数のアンテナ要素に結合されている差回路をさらに含む。差回路は、複数のアンテナ要素のうちの少なくとも２つにより受信されるＲＦＩＤ信号同士の差信号を決定するよう動作可能である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機はまた、ビームパターンを電子的に誘導して、ＲＦＩＤ読取り機から１つ以上のＲＦＩＤ装置のうちのある特定のＲＦＩＤ装置への方向を特定するためのコントローラを含む。
【０００５】
別の特定の携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、１つ以上のＲＦＩＤ装置からＲＦＩＤ信号を受信するための複数のアンテナ要素を含む能動型アンテナアレイを含む。受信されるＲＦＩＤ信号は、固有波長を有する。複数のアンテナ要素は、少なくとも第１アンテナ要素と第２アンテナ要素とを含む。第１アンテナ要素と第２アンテナ要素とは、固有波長の二分の一より短い距離だけ離間されている。携帯型ＲＦＩＤ読取り機はまた、受信されるＲＦＩＤ信号に基づいて能動型アンテナアレイのビームパターンを電子的に誘導して、１つ以上のＲＦＩＤ装置のうちのある特定のＲＦＩＤ装置への方向を特定するための回路を含む。
【０００６】
複数のＲＦＩＤ装置の中の特定のＲＦＩＤ装置の位置を特定する方法は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイから少なくとも１つの第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号を送ることを含む。アンテナアレイは、複数のアンテナ要素を含む。該方法はまた、少なくともアンテナアレイの第１アンテナ要素により、および、アンテナアレイの第２アンテナ要素により、携帯型ＲＦＩＤ読取り機に近接した対象となるＲＦＩＤ装置から第１応答信号を受信することを含む。該方法は、第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号とを合計することにより和信号を決定することをさらに含む。該方法はまた、第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号との差を求めることにより差信号を決定することを含む。該方法は、和信号および差信号に基づいて携帯型ＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置への方向を特定することをさらに含む。該方法はまた、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の指示器を起動することを含む。指示器は、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示す。
【０００７】
説明した特徴、機能および利点は、さまざまな実施形態において独立して達成可能であり、または、以下の説明および図面を参照してさらなる詳細が開示されているさらに他の実施形態において組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機を含むシステムの第１の特定の実施形態のブロック図である。
【図２】図２は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第１の特定の実施形態を示す図である。
【図３】図３は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の第１の特定の実施形態の回路図である。
【図４】図４は、図２のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図５】図５は、図２のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図６】図６は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第２の特定の実施形態を示す図である。
【図７】図７は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の第２の特定の実施形態の回路図である。
【図８】図８は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第３の特定の実施形態を示す図である。
【図９】図９は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の第３の特定の実施形態の回路図である。
【図１０】図１０は、図８のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図１１】図１１は、図８のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図１２】図１２は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第４の特定の実施形態を示す図である。
【図１３】図１３は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の第４の特定の実施形態の回路図である。
【図１４】図１４は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第５の特定の実施形態を示す図である。
【図１５】図１５は、図１４のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図１６】図１６は、図１４のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図１７】図１７は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第６の特定の実施形態を示す図である。
【図１８】図１８は、図１７のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図１９】図１９は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第７の特定の実施形態を示す図である。
【図２０】図２０は、図１９のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図２１】図２１は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第８の特定の実施形態を示す図である。
【図２２】図２２は、図２１のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図２３】図２３は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第９の特定の実施形態を示す図である。
【図２４】図２４は、図２３のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図２５】図２５は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機を用いる方法の第１の特定の実施形態のフローチャートである。
【図２６】図２６は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機を用いる方法の第２の特定の実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
航空安全は、ますます大きな関心事となってきている。高価かつ時間のかかる可能性のある航空安全の一側面は、乗客とその荷物を照合することである。航空安全のこの側面は、航空機に搭乗していたいずれの乗客の所有でもなかった当該便に搭載されたスーツケースが原因とされている１９８８年のスコットランド、ロッカビー近郊でのパンアメリカン航空１０３便爆破事件以来、とりわけ強調されている。現在、全航空会社が航空機の乗客と該航空機の搭乗手続き済み荷物を照合して、航空機のすべての荷物を確実に乗客と対応付けることを求める法律を多くの国が有する。
【００１０】
乗客との対応付けがうまくいかないバッグを手作業で探索することは、空港業務において非現実的であり得る。例えば、乗客とバッグを手作業で照合するプロセスは、労働集約的である可能性があり、かつ、便の遅れを生じたり、航空会社に追加の業務コストがかかるかもしれない。無線周波数識別（ＲＦＩＤ）技術は、各バッグを識別する情報を保存することができる。該情報は、ＲＦＩＤ読取り機を用いて取り出すことができる。しかしながら、航空機の貨物倉内の個々のバッグを迅速に探し当てることは、あるＲＦＩＤ読取り機技術では困難であり得る。個々のバッグを探し当てることは、マルチパス帰還信号につながる（貨物倉のような）小さな領域内に数多くのバッグが位置している場合、特に問題となり得る。そのような環境では、ある携帯型手持ちＲＦＩＤ読取り機を用いてある特定のバッグへの方向を特定することは困難かもしれない。例えば、ある特定のバッグと対応付けられたある乗客が航空機に搭乗していないために、出発準備のすでに整った航空機から特定のバッグを取り出す必要が生じた際、航空会社の地上勤務員は、航空機出発の遅延を回避するために該特定のバッグを迅速に探し当てるよう期待されることがある。バッグがすでに積み込まれていた場合、該バッグは、他の乗客の他の数多くのバッグとともに飛行機の貨物倉の狭い空間内に位置しているかもしれない。バッグが積み込み待機状態である場合、該バッグは、他の数多くのバッグとともに積み重ねられているかもしれない。ＲＦＩＤ技術が用いられる際、バッグの各々は、ＲＦＩＤタグと対応付けられている可能性がある。各ＲＦＩＤタグがＲＦＩＤ読取り機に応答することにより、ある特定のバッグを識別することが困難になることがある。
【００１１】
ＲＦＩＤ技術はまた、整備または点検のための航空機機材を探し当てることなどの他の航空機業務の促進に用いてもよい。しかしながら、ある特定のＲＦＩＤタグの位置を識別することの問題は、これらの使用にも及ぶことがある。例えば、ある航空機機材は、キャビネットの後ろで、パネルの中で、座席クッションの後ろでなど見えにくくなっているかもしれない。航空機機材の追跡にＲＦＩＤタグを用いるが、機材が見えにくいとき、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の使用は、それほど航空機機材を探し当てる助けとならないかもしれない。というのも、携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、ある特定のＲＦＩＤタグへの方向を特定できないことがあるからである。
【００１２】
本開示は、能動型位相配列アンテナシステムを用いる携帯型ＲＦＩＤ読取り機を説明する。能動型位相配列アンテナシステムおよび付随する電子機器は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の角度感度を高める可能性がある。携帯型ＲＦＩＤ読取り機の角度感度を高めることにより、開示されている携帯型ＲＦＩＤ読み取り機は、たとえ直接視線が得られなくとも、かつ、マルチパス帰還信号により特定のＲＦＩＤタグが探し当てづらくなっていても、対象物に対応付けられている特定のＲＦＩＤタグの識別を可能とすることがある。例えば、開示されている携帯型ＲＦＩＤ読み取り機は、位相配列アンテナ、電子走査および適応型ビーム形成を用いて、差信号の位相情報を用いる該特定のＲＦＩＤタグの位置を追跡することができる。差信号の位相は、帰還信号の到着角度がパターンヌルの一方の側から他方の側へ変化するときに１８０度切り替わる。位相は、和信号の位相と差信号の位相とを比較することにより容易に検出される。また、位相配列アンテナ電子走査により、マルチパス帰還信号の破棄が可能となることがあり、その結果、数多くのマルチパス帰還信号を有する環境における携帯型ＲＦＩＤ読取り機の使用が改善される。さらに、携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、対象となっていないか、または、予期しない方向からの（例えば、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の概略指示方向からではない）ＲＦＩＤタグからの応答を、ＲＦＩＤタグを書き換えたり、修正したりすることなく除外することができる。よって、ＲＦＩＤタグは、複数当事者が識別目的でＲＦＩＤタグを利用できるようにする業界標準のＲＦＩＤ技術およびデータを用いることができる。したがって、ある特定のＲＦＩＤタグ（例えば、ある特定の乗客の荷物に対応付けられたＲＦＩＤタグ）を探し当てるための航空機の貨物コンテナといった狭い区画における携帯型ＲＦＩＤ読取り機の使用は、大幅に改善される可能性がある。さらに、能動型位相配列アンテナシステムは、比較的小型であることにより、携帯型手持ちＲＦＩＤ読取り機に能動型位相配列アンテナシステムを使用することが可能となる。
【００１３】
図１は、携帯型無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読取り機１０２を含むシステムの第１の特定の実施形態のブロック図である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、複数のＲＦＩＤ装置１１４〜１１６およびマルチパス帰還信号１０６が存在する環境において示されている。例えば、ＲＦＩＤ装置１１４〜１１６は、第１ＲＦＩＤ装置１１４と、第２ＲＦＩＤ装置１１５と、第３ＲＦＩＤ装置１１６とを含む。ＲＦＩＤ装置１１４〜１１６の各々は、航空機の乗客と対応付けられている荷物１０４〜１０６のような追跡されている品目と対応付けられているＲＦＩＤタグとすることができる。マルチパス帰還信号１６０は、航空機の貨物倉の壁のような、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２が用いられている環境における壁１６２から反射される信号を含んでもよい。
【００１４】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、携帯型ハウジング１１０を含んでもよい。携帯型ハウジング１１０は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の携帯かつ手持ちの使用を可能としてもよい。携帯型ハウジング１１０は、コントローラ１３０と、電池１４０と、メモリ１３４と、和回路１２４と、差回路１２６と、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の１つ以上のその他の構成要素またはこれらの組み合わせとを少なくとも部分的に取り囲んでいてもよい。ある特定の実施形態において、電池１４０は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２用の携帯型動作電源を提供してもよい。
【００１５】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２はまた、能動型アンテナアレイ１１２を含んでもよい。能動型アンテナアレイ１１２は、ＲＦＩＤ呼びかけ信号を送り、ＲＦＩＤ装置１１４〜１１６からＲＦＩＤ応答信号１５４を受信する複数のアンテナ要素を含んでもよい。能動型アンテナアレイ１１２のアンテナ要素は、少なくとも第１アンテナ要素１２０と第２アンテナ要素１２１とを含んでもよい。アンテナ要素１２０〜１２１の各々は、能動型アンテナアレイ１１２により生成されるビームパターンを制御する制御回路１２２〜１２３を含んでもよい。制御回路１２２〜１２３は、電子ステアリング回路１２８により制御されてもよい。ある特定の実施形態において、アンテナ要素１２０〜１２１の各々により生成される波形は、能動型アンテナアレイ１１２により生成される全体パターン（例えば、第１呼びかけパターン１４２）を制御する制御回路１２２〜１２３を用いて、独立して制御可能である。例えば、電子ステアリング回路１２８は、制御回路１２２〜１２３へ制御信号を送ることができるコントローラ１３０を含んでもよい。制御信号は、制御回路１２２〜１２３に、アンテナ要素１２０〜１２１の少なくとも１つにより生成される波形の位相を修正させるか、アンテナ要素１２０〜１２１の少なくとも１つにより生成される波形の振幅を修正させるか、または、該波形の位相と振幅との両方を修正させることにより、能動型アンテナアレイ１１２からのビームパターンの適応型ビームステアリングを提供してもよい。
【００１６】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２はまた、和回路１２４を含んでもよい。和回路１２４は、能動型アンテナアレイ１１２のアンテナ要素１２０〜１２１により受信した（マルチパス応答信号１６０を含む）ＲＦＩＤ応答信号１５４を合計することにより和信号を決定してもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２はまた、能動型アンテナアレイ１１２と結合された差回路１２６を含んでもよい。差回路１２６は、１つ以上のアンテナ要素（例えば、第１アンテナ要素１２０）により受信したＲＦＩＤ応答信号１５４とその他の１つ以上のアンテナ要素（例えば、第２アンテナ要素１２１）との差信号を決定するよう動作可能であってもよい。
【００１７】
コントローラ１３０は、各アンテナ要素１２０〜１２１の制御回路１２２〜１２３を用いて、和信号および差信号または両方に基づいて能動型アンテナアレイ１１２により生成されるビームパターン（例えば、第２呼びかけパターン１４３）を電子的に誘導してもよい。例えば、コントローラ１３０は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２から呼びかけ信号に応答するＲＦＩＤ装置のうちのある特定のＲＦＩＤ装置への方向を決定してもよい。例示のために、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、第１呼びかけパターン１４２を介して第１呼びかけ信号を送信してもよい。第１呼びかけパターン１４２は、比較的幅が広い（すなわち、比較的大きい送信角度を有している）可能性がある。第１ＲＦＩＤ装置１１４、第２ＲＦＩＤ装置１１５および第３ＲＦＩＤ装置１１６はすべて、応答信号１５４を送信することにより第１呼びかけ信号に応答してもよい。ただし、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の使用者は、第１ＲＦＩＤ装置１１４と対応付けられている第１の荷物１０４しか探していないかもしれない。よって、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、メモリ１３４にアクセスしてもよい。メモリ１３４は、本実施例では第１ＲＦＩＤ装置１１４である対象となるＲＦＩＤ装置の識別表示を示すＲＦＩＤ装置識別子１３６を含んでもよい。コントローラ１３０は、和信号、差信号、または両方、および、ＲＦＩＤ装置識別子１３６に基づいて対象となるＲＦＩＤ装置への方向を決定してもよい。和信号の位相と差信号の位相とを比較することにより、優れた角度分解が提供される。差信号の位相は、差のパターンヌルを交差するときに１８０度切り替わり、これにより、高い角度分解情報が提供される。
【００１８】
対象となるＲＦＩＤ装置への方向を決定した後、コントローラ１３０は、対象となるＲＦＩＤ装置、すなわち、第１ＲＦＩＤ装置１１４へ向かって概ね導かれる第２呼びかけパターン１４３のような適応型ビームパターンを生成してもよい。例えば、第１呼びかけパターン１４２は、幅広で、かつ、ひとまとまりで概ねＲＦＩＤ装置１１４〜１１６へ向かう方向１４４を有していてもよい。例示のために、第１呼びかけパターン１４２は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の指示方向に概ね沿って導かれてもよい。応答信号１５４を受信した後、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、適応型ビーム形成を実施して、第１ＲＦＩＤ装置１１４へ概ね向かう方向１４５を有する第２呼びかけパターン１４３を生成してもよい。応答信号は、第２呼びかけパターン１４３にも応答して受信されてもよい。しかしながら、第２呼びかけパターン１４３は、第１呼びかけパターン１４２より狭い可能性があり、かつ、対象となるＲＦＩＤ装置へ向かって概ね導かれる可能性があるので、第２呼びかけパターン１４３に応答して受信される応答信号はより少ないかもしれない。携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を反復して特定することを繰り返し、より狭く、かつ、より正確に導かれる呼びかけパターンを適応して形成して、対象となるＲＦＩＤ装置への方向をさらに改良してもよい。ある特定の実施形態において、呼びかけパターンの反復生成および対象となるＲＦＩＤ装置への方向の特定は、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を要求している使用者からの入力に応答して自動的に携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２により行われてもよい。
【００１９】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２はまた、方向指示器１３８を含んでもよい。方向指示器１３８は、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示すことができる。例えば、方向指示器１３８は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２から対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示す携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の使用者により検出可能な視覚的または可聴の指示を含んでいてもよい。例示のために、方向指示器１３８は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の使用者にＲＦＩＤ装置１１４への概略方向を伝える矢印、表示画面、ランプまたは別の指示を含んでいてもよい。方向指示器１３８は、方位角、仰角方向、または、それらの組み合わせを示していてもよい。また、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２が適応型呼びかけパターンを反復して生成し、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を特定すると、方向指示器１３８は、より正確な情報が特定されるに伴い、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を修正してもよい。
【００２０】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２はまた、入力装置１３２を含んでいてもよい。入力装置１３２は、特定の対象となるＲＦＩＤ装置を識別するために使用者からの入力を受信してもよい。例えば、該入力は、メモリ１３４に保存されているＲＦＩＤ装置識別子１３６に保存されている情報を含んでもよい。入力装置１３２はまた、ＲＦＩＤ装置１１４〜１１６の呼びかけを始めるための（例えば、第１呼びかけパターン１４２を送らせるための）トリガまたはその他の装置を含んでもよい。第２呼びかけパターン１４３および後続の呼びかけパターンは、応答信号１５４に応答して特定される方向情報をさらに改良するために自動的に送られてもよい。
【００２１】
能動型アンテナアレイ１１２は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２が携帯に十分なほど小型であり続け、かつ、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を効果的に識別可能である限りにおいて、あらゆる数のアンテナ要素およびあらゆる配置のアンテナ要素を含むことができる。例示のために、能動型アンテナアレイ１１２のアンテナ要素１２０〜１２１は、固有波長１５６の二分の一より短い距離だけ離間していてもよい。該固有波長は、ＲＦＩＤ装置１１４〜１１６から予測される応答信号１５４の波長１５６であってもよい。別の実施例において、固有波長１５６は、呼びかけパターン１４２〜１４３を介して能動型アンテナアレイ１１２により送信される信号の波長であってもよい。ある特定の実施形態において、能動型アンテナアレイは、図１に示した２つより多くのアンテナ要素１２０〜１２１を含む。図２〜図２４を参照しつつ、アンテナ要素のさまざまな構成および性能をさらに説明する。
【００２２】
ある特定の実施形態において、能動型アンテナアレイ１１２は、第１縁部と第１縁部の反対側の第２縁部とを有する。アンテナ要素１２０〜１２１（および存在する可能性のあるあらゆるその他のアンテナ要素）は、第１縁部と第２縁部との間に位置する。したがって、第１縁部と第２縁部とは、能動型アンテナアレイ１１２の境界を画定する。ある特定の実施形態において、第１縁部と第２縁部との間の縁部間距離は、固有波長１５６の二分の一より短い。別の特定の実施形態において、アンテナ要素１２０〜１２１間の距離は、中心から中心までで測定され、この場合、アンテナ要素の中心は、アンテナ要素の実効中心または重心を指してもよい。アンテナ要素１２０〜１２１は、固有波長１５６の二分の一より短い距離（すなわち、縁部間距離または中心間距離）だけ離間されていてもよい。とりわけ、最も外側の２つのアンテナ要素間の距離は、固有波長の二分の一より短くてもよく、この場合、最も外側のアンテナ要素は、能動型アンテナアレイ１１２の他のアンテナ要素がその間に位置するアンテナ要素を指す。例えば、アンテナ要素１２０〜１２１間の距離は、固有波長１５６の二分の一から四分の一までの間であってもよい。ある特定の実施形態において、アンテナ要素１２０〜１２１間の距離は、固有波長１５６の四分の一より短い。例えば、アンテナ要素１２０〜１２１間の距離は、固有波長１５６の四分の一から八分の一までの間であってもよい。ある特定の実施形態において、アンテナ要素１２０〜１２１間の距離は、固有波長１５６の八分の一より短い。例えば、アンテナ要素１２０〜１２１間の距離は、固有波長１５６の八分の一から十六分の一までの間であってもよい。ある特定の実施形態において、アンテナ要素１２０〜１２１の中心間距離は、固有波長１５６のおよそ十六分の一である。
【００２３】
動作中、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の使用者は、入力装置１３２を用いて、対象となるＲＦＩＤ装置、例えば、第１ＲＦＩＤ装置１１４のＲＦＩＤ装置識別子１３６を入力してもよい。使用者は、概ねＲＦＩＤ装置１１４〜１１６の方向へ携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２を向け、入力装置１３２を用いて、呼びかけ信号を送るべきであることを示してもよい。
【００２４】
ＲＦＩＤ読取り機１０２は、概ね携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の指示方向１４４へ第１呼びかけパターン１４２を送信してもよい。第１呼びかけパターン１４２に応答して、ＲＦＩＤ装置１１４〜１１６は、応答信号１５４を送ってもよい。応答信号１５４は、概ね携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２へ向かう方向１５８を含む数多くの方向、および、（例えば、壁１６２からの反射またはその他の帰還信号に起因する）マルチパス帰還信号１６０を生成する可能性のある１つ以上のその他の方向に伝搬する比較的幅広の、概ね導かれた信号であってもよい。
【００２５】
応答信号１５４およびマルチパス帰還信号１６０は、アンテナ要素１２０〜１２１により受信されてもよい。和回路１２４は、和信号を決定することができ、差回路１２６は、差信号を決定することができる。和信号および差信号は、コントローラ１３０へ提供されてもよい。コントローラ１３０は、和信号および差信号を用いて、対象となるＲＦＩＤ装置（例えば、第１ＲＦＩＤ装置１１４）への概略方向を特定してもよい。コントローラ１３０は、アンテナ要素１２０〜１２１の制御回路１２２〜１２３へ１つ以上の信号を送って、第２呼びかけパターン１４３を適応して形成してもよく、該第２呼びかけパターン１４３は、方向１４５に沿って対象となるＲＦＩＤ装置へ概ね導かれる。第２呼びかけパターン１４３は、対象となるＲＦＩＤ装置をより細かくねらうためにより狭いビーム幅を有していてもよい。また、コントローラ１３０は、方向指示器１３８に情報を提供して、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示す使用者への出力を生成してもよい。さらに、コントローラ１３０は、制御回路１２２〜１２３を用いて能動型アンテナアレイ１１２の角度識別力（discrimination）をより細かく調整して、対象となるＲＦＩＤ装置への方向１４５以外の方向から受信した帰還信号の処理を削減してもよい。
【００２６】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、追加の呼びかけパターンを反復して生成することにより、対象となるＲＦＩＤ装置への方向をより細かく特定し、受信した帰還信号の角度識別力を向上させ、かつ、使用者を対象となるＲＦＩＤ装置へ向けるために方向指示器に追加のまたはより良い情報を提供することができる。
【００２７】
コントローラ１３０は、対象となるＲＦＩＤ装置への方向の特定を促進するために、対象となるＲＦＩＤ装置からではない能動型アンテナアレイ１１２で受信した帰還信号を除外してもよい。例えば、第１ＲＦＩＤ装置１１４が対象となるＲＦＩＤ装置であるとき、第２ＲＦＩＤ装置１１５および第３ＲＦＩＤ装置１１６から受信する帰還信号は、破棄してもよい。また、マルチパス帰還信号１６０を破棄してもよい。例えば、コントローラ１３０は、予想外の角度（例えば、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の指示方向１４４とは大幅に異なる角度）から受信した帰還信号を除外してもよい。
【００２８】
適応型ビーム形成は、ある信号到着方向に対する感度を低下させることにより、マルチパス環境における携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の角度選択性または識別力を動的に調節するために用いることができる。例えば、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、信号処理手法を用いて、あらゆる特定の方向から受信される不要な信号を無効にしてもよい。したがって、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、対象となるＲＦＩＤ装置の方向から受信する帰還信号に集中することができるかもしれない。ある方向における角度識別力が増すことは、（第２ＲＦＩＤ装置１１５および第３ＲＦＩＤ装置１１６といった）数多くの他のＲＦＩＤ装置の存在下で対象となるＲＦＩＤ装置を探索する際にも有用であり得る。
【００２９】
例えば、第１呼びかけパターン１４２について、ＲＦエネルギーは、比較的幅広のビームパターンにおける空間前面全体にわたって能動型アンテナアレイ１１２により分散可能である。第２呼びかけパターン１４３といった後続のパターンの方向は、応答信号１５４、１６０の到着角度と、位相と、信号強度と、あるいはＲＦＩＤ装置識別子１３６のような対象となるＲＦＩＤ装置を識別する情報とに基づいて計算可能である。各アンテナ要素１２０〜１２１からの受信帰還信号１５４、１６０は、特有の位相により偏移され、所定の重み因子により調節されるか、またはその両方の組み合わせにより、対象となるＲＦＩＤ装置の方向における角度識別力を向上させてもよい。
【００３０】
能動型アンテナアレイ１１２により、メインローブと、あるいは１つ以上のヌルと、サイドローブとを含む制御可能なビームパターンを作ってもよい。ローブの位置および利得は、制御回路１２２〜１２３を用いて制御することができる。対象となるＲＦＩＤ装置への方向が十分確実にまたは正確に（例えば、所定のまたは調節可能な閾値に基づいて）特定されるまで、後続の呼びかけパターンに対して毎度異なるパターンを用いることができる。
【００３１】
図２は、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２といった携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ２００の第１の特定の実施形態を示している。能動型アンテナアレイ２００は、第１アンテナ要素２０１と第２アンテナ要素２０２とを含む。能動型アンテナアレイ２００は、アンテナ要素２０１とアンテナ要素２０２との中心から中心まで測定した間隔がおよそ４インチである。したがって、能動型アンテナアレイ２００は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機において使用可能となるのに十分なほど小型である。あるＲＦＩＤ用途に対して、信号は、約９１５ＭＨｚの中心周波数で送られてもよい。自由空間における光速をおよそ２．９９７９×１０＾１０ｃｍ／ｓｅｃとすると、これら信号の固有波長は、約１２．９インチである。したがって、図２に示されているアンテナ要素２０１および２０２の中心間間隔は、二分の一波長（すなわち、約０．３１波長）より短い。アンテナ要素２０１および２０２により受信される帰還信号に基づいて和信号および差信号を決定することにより、図４および図５を参照しつつさらに説明するように、アンテナアレイ２００は、複数のＲＦＩＤ装置およびマルチパス帰還路信号の存在下でも、対象となるＲＦＩＤ装置への方向の特定に十分な方向識別力を有することができる。
【００３２】
図３は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機３００の第１の特定の実施形態の回路図である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機３００は、第１アンテナ要素３０１と第２アンテナ要素３０２とを有する能動型アンテナアレイを含む。例えば、能動型アンテナアレイは、図２の能動型アンテナアレイ２００であってもよい。別の実施例において、能動型アンテナアレイは、図２の能動型アンテナアレイ２００とは異なるアンテナ要素３０１〜３０２の間隔を有していてもよい。例示のために、能動型アンテナアレイは、図１７、図１９、図２１および図２３の能動型アンテナアレイのうちの１つとしてもよい。
【００３３】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機３００はまた、和差回路２４０を含む。和差回路２４０は、マイクロコントローラ２４２に和信号および差信号を提供してもよい。マイクロコントローラ２４２は、アンテナ要素３０１〜３０２の各々の適応型ビーム形成制御回路に複雑な重量信号を送ってもよい。例えば、マイクロコントローラ２４２は、アンテナ要素３０１〜３０２の移相器２１１〜２１２に位相信号を提供してもよい。別の実施例において、マイクロコントローラ２４２は、アンテナ要素３０１〜３０２の低雑音増幅器２２１〜２２２に大きさ信号を提供してもよい。位相信号および大きさ信号は、アンテナ要素３０１〜３０２により用いられて、放射器２３１〜２３２を介して、アンテナアレイにより生成された適応型ビーム形を生成してもよい。位相信号および大きさ信号はまたさらに、または、代わりに、アンテナ要素３０１〜３０２により用いられて、能動型アンテナアレイの方向識別力を調整してもよい。マイクロコントローラ２４２は、表示部２４４を介して方向表示を提供してもよい。方向表示は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機３００の操作者に、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示してもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機３００はまた、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２に示した構成部品のような追加の構成部品を含んでもよい。
【００３４】
図４および図５は、二要素アンテナアレイに関連する疑似和および差信号を示している。とりわけ、図４は、図２の二要素能動型アンテナアレイ２００についての和ビームパターン４０１および差ビームパターン４０２を示している。シータ＝０度における差パターン４０２の鋭いヌルは、優れた感度を示している。例えば、ＲＦＩＤ読取り機用途に対する少なくとも＋／−１０度の角度選択が期待される。上記鋭いヌルはまた、不要反射を拒否し、ＲＦＩＤ読取り機によるより少ない帰還信号ビームの処理を可能とするので、マルチパスの軽減をもたらす。
【００３５】
図５は、図２の二要素アンテナアレイ２００を用いて形成した適応型ビームに対する和ビームパターン５０１および差ビームパターン５０２を示している。二要素アンテナアレイ２００により形成した適応型ビームは、約３０度の走査により空間内において電子的に走査可能である。
【００３６】
図６は、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２といった携帯型ＲＦＩＤ読取り機の能動型アンテナアレイ６００の第２の特定の実施形態を示している。能動型アンテナアレイ６００は、第１アンテナ要素６０１と第２アンテナ要素６０２と第３アンテナ要素６０３とを含む。能動型アンテナアレイ６００は、アンテナ要素６０１とアンテナ要素６０２との中心から中心まで測定した第１軸に沿った間隔がおよそ２インチであり、アンテナ要素６０２とアンテナ要素６０３との中心から中心まで測定した第２軸に沿った間隔がおよそ２インチである。ある特定の実施形態において、第１軸は、第２軸と垂直である。能動型アンテナアレイ６００全体がカバーしているのは、１６平方インチ未満なので、携帯型ＲＦＩＤ読取り機において使用可能となるのに十分なほど小型である。また、アンテナ要素６０１〜６０３は、非直線構成（具体的には、三角形の構成）で配置されている。アンテナ要素６０１〜６０３の非直線構成により、ここで方位角および仰角と呼ばれる２本の軸に沿った方向の特定が可能となる。アンテナ要素６０１〜６０３により受信される帰還信号に基づいて和信号および差信号を決定することにより、アンテナアレイ６００は、複数のＲＦＩＤ装置およびマルチパス帰還路信号の存在下でも、対象となるＲＦＩＤ装置への方位角および仰角方向の特定に十分な方向識別力を有することができる。
【００３７】
図７は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機７００の第２の特定の実施形態の回路図である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機７００は、第１アンテナ要素７０１と第２アンテナ要素７０２と第３アンテナ要素７０３とを含む３つのアンテナ要素を有する能動型アンテナアレイを含む。例えば、能動型アンテナアレイは、図６の能動型アンテナアレイ６００であってもよい。別の実施例において、能動型アンテナアレイは、図６の能動型アンテナアレイ６００とは異なるアンテナ要素６０１〜６０３の間隔または構成を有していてもよい。例えば、アンテナ要素７０１〜７０３は、直線的に配置されるか、図６の能動型アンテナアレイ６００とは異なる非直線構成で配置されてもよい。別の実施例において、アンテナ要素７０１〜７０３の間隔、大きさまたはその両方は、図６のアンテナ要素６０１〜６０３の間隔、大きさまたはその両方と異なっていてもよい。
【００３８】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機７００は、和差回路６４０および６４１を含む。第１和差回路６４１は、第１アンテナ要素７０１および第２アンテナ要素７０２といった２つのアンテナ要素に基づいて、和信号、差信号またはその両方を決定してもよい。第１和差回路６４１により決定された和信号、差信号またはその両方は、第２和差回路６４０に提供されてもよい。第２和差回路６４０は、第１和差回路６４１および残りのアンテナ要素、この場合は、第３アンテナ要素７０３から受信した和信号および差信号に基づいて和信号および差信号をマイクロコントローラ６４２に提供してもよい。
【００３９】
マイクロコントローラ６４２は、アンテナ要素７０１〜７０３の各々の適応型ビーム形成制御回路に信号を送ってもよい。例えば、マイクロコントローラ６４２は、アンテナ要素７０１〜７０３の移相器６１１〜６１３に位相信号を提供してもよい。別の実施例において、マイクロコントローラ６４２は、アンテナ要素７０１〜７０３の低雑音増幅器６２１〜６２３に重量信号を提供してもよい。位相信号および重量信号は、アンテナ要素７０１〜７０３により用いられて、放射器６３１〜６３３を介して、能動型アンテナアレイにより放射された適応型ビーム形を生成してもよい。位相信号および重量信号はまたさらに、または、代わりに、アンテナ要素７０１〜７０３により用いられて、能動型アンテナアレイの角度識別力を調整してもよい。マイクロコントローラ６４２はまた、表示部６４４を介して方向表示を提供してもよい。方向表示は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機７００の操作者に、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示してもよい。アンテナ要素７０１〜７０３が非直線構成で配置されているとき、方向表示は、対象となるＲＦＩＤ装置に対する２本の軸、例えば、方位角方向および仰角方向に沿った方向情報を含んでいてもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機７００はまた、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２に示した構成部品のような追加の構成部品を含んでもよい。
【００４０】
図８は、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２といった携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ８００の第３の特定の実施形態を示している。アンテナアレイ８００は、第１アンテナ要素８０１と第２アンテナ要素８０２と第３アンテナ要素８０３と第４アンテナ要素８０４とを含む。アンテナアレイ８００は、アンテナ要素８０１とアンテナ要素８０４と（最も外側のアンテナ要素同士）の中心から中心まで測定した間隔がおよそ４インチである。図２を参照しつつ説明したように、あるＲＦＩＤ技術により用いられる固有波長は、約１２．９インチである。したがって、最も外側のアンテナ要素８０１および８０４の中心間間隔は、二分の一波長（すなわち、約０．３１波長）より短く、（第１アンテナ要素８０１および第２アンテナ要素８０２といった）隣接するアンテナ要素の中心間間隔は、約四分の一波長より短い。よって、アンテナアレイ８００は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機において使用可能となるのに十分なほど小型である。アンテナ要素８０１〜８０４により受信される帰還信号に基づいて和信号および差信号を決定することにより、アンテナアレイ８００は、複数のＲＦＩＤ装置およびマルチパス帰還路信号の存在下でも、対象となるＲＦＩＤ装置への方向の特定に十分な方向識別力を有することができる。さらに、図２の能動型アンテナアレイ２００と比較してアンテナアレイ８００に存在する追加のアンテナ要素は、アンテナ要素２０１〜２０２と比較してアンテナ要素８０１〜８０４がより小型であるにも関わらず、方向識別力の向上をもたらす可能性がある。
【００４１】
ある特定の実施形態において、図８のように、２つより多くのアンテナ要素を用いてアンテナアレイを形成する際、アンテナ要素は、サブアレイにまとめることができる。例えば、第１アンテナ要素８０１および第２アンテナ要素８０２を第１サブアレイ（「第１サブ」）としてもよく、第３アンテナ要素８０３および第４アンテナ要素８０４を第２サブアレイ（「第２サブ」）としてもよい。別の実施例において、第１アンテナ要素８０１および第３アンテナ要素８０３を第１サブアレイとしてもよく、第２アンテナ要素８０２および第４アンテナ要素８０４を第２サブアレイとしてもよい。さらに別の実施例において、第１アンテナ要素８０１および第４アンテナ要素８０４を第１サブアレイとしてもよく、第２アンテナ要素８０２および第３アンテナ要素８０３を第２サブアレイとしてもよい。サブアレイのその他の構成もまた可能である。例えば、第１サブアレイは、第１、第２および第３アンテナ要素８０１〜８０３のような３つのアンテナ要素を含んでいてもよく、第２サブアレイは、１つのアンテナ要素のみ、例えば、第４アンテナ要素８０４を含んでいてもよい。したがって、図８およびその後の図に示したサブアレイの集まりは、説明のためのものであり、限定するものではない。
【００４２】
図９は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機９００の第３の特定の実施形態の回路図である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機９００は、第１アンテナ要素９０１と第２アンテナ要素９０２と第３アンテナ要素９０３と第４アンテナ要素９０４とを含む４つのアンテナ要素を有する能動型アンテナアレイを含む。例えば、能動型アンテナアレイは、図８の能動型アンテナアレイ８００であってもよい。別の実施例において、能動型アンテナアレイは、図８の能動型アンテナアレイ８００とは異なるアンテナ要素９０１〜９０４の間隔または構成を有していてもよい。例えば、アンテナ要素９０１〜９０４は、直線的に配置されるか、非直線構成で配置されてもよい。別の実施例において、アンテナ要素９０１〜９０４の間隔、大きさまたはその両方は、アンテナ要素８０１〜８０４の間隔、大きさまたはその両方と異なっていてもよい。
【００４３】
ある特定の実施形態において、アンテナ要素９０１〜９０４は、サブアレイに構成されている。携帯型ＲＦＩＤ読取り機９００は、第１和差回路８４１および第２和差回路８４３を含む。第１和差回路８４１および第２和差回路８４３は、各対応するサブアレイのアンテナ要素により受信される信号に基づいて、和信号、差信号またはその両方を決定してもよい。例えば、第１和差回路８４１は、第１アンテナ要素９０１および第２アンテナ要素９０２により受信される信号に基づいて、和信号および差信号を決定して、第１サブアレイ信号を形成してもよい。第２和差回路８４３は、第３アンテナ要素９０３および第４アンテナ要素９０４により受信した信号に基づいて、和信号および差信号を決定して、第２サブアレイ信号を形成してもよい。第１サブアレイ信号および第２サブアレイ信号は、和差回路８４０において受信されてもよい。和差回路８４０は、マイクロコントローラ８４２に提供される和信号および差信号を生成してもよい。
【００４４】
マイクロコントローラ８４２は、アンテナ要素９０１〜９０４の各々の適応型ビーム形成制御回路に信号を送ってもよい。例えば、マイクロコントローラ８４２は、アンテナ要素９０１〜９０４の移相器８１１〜８１４に位相信号を提供してもよい。別の実施例において、マイクロコントローラ８４２は、アンテナ要素９０１〜９０４の低雑音増幅器８２１〜８２４に重量信号を提供してもよい。位相信号、重量信号またはその両方は、アンテナ要素９０１〜９０４により用いられて、放射器８３１〜８３４を介して、アンテナアレイにより放射された適応型ビームパターンを生成してもよい。またさらに、または、代わりに、位相信号、重量信号またはその両方は、アンテナ要素９０１〜９０４により用いられて、アンテナアレイの角度識別力を調整してもよい。
【００４５】
マイクロコントローラ８４２はまた、表示部８４４を介して方向表示を提供してもよい。方向表示は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機９００の操作者に、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示してもよい。アンテナ要素９０１〜９０４が非直線構成で配置されているとき、方向表示は、対象となるＲＦＩＤ装置に対する２本の軸、例えば、方位角方向および仰角方向に沿った方向情報を含んでいてもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機９００はまた、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２に示した構成部品のような追加の構成部品を含んでもよい。
【００４６】
図１０および図１１は、四要素アンテナアレイに関連する疑似和および差信号を示している。図１０は、図８において示されているようにアンテナ要素がサブアレイに構成されている状態の図８の四要素能動型アンテナアレイ８００についての和ビームパターン１００１および差ビームパターン１００２を示している。すなわち、第１アンテナ要素８０１および第２アンテナ要素８０２は、第１サブアレイを形成し、第３アンテナ要素８０３および第４アンテナ要素８０４は、第２サブアレイを形成する。図１０の和ビームパターン１００１および差ビームパターン１００２を生成するために、各対応するサブアレイのアンテナ要素を合計して、サブアレイ信号を形成する。和ビームパターン１００１および差ビームパターン１００２は、サブアレイ信号に基づいて決定される。シータ＝０度における差パターン１００２の鋭いヌルは、図４の差パターン４０２と比較して向上した感度を示している。ＲＦＩＤ読取り機用途に対する＋／−１０度よりも大きい角度選択が期待される。上記鋭いヌルはまた、不要反射を拒否することができ、より少ない帰還信号ビームを携帯型ＲＦＩＤ読取り機により処理してもよいので、マルチパス軽減の向上を示す。
【００４７】
図１１は、アンテナ要素がサブアレイに構成されていない状態の図８の四要素能動型アンテナアレイ８００に対する和ビームパターン１１０１および差ビームパターン１１０２を示している。すなわち、第１、第２、第３および第４アンテナ要素８０１〜８０４を合計して、和信号を決定する。第１および第２アンテナ要素８０１〜８０２の合計を、第３および第４アンテナ要素８０３〜８０４の合計から減算して、差信号を決定する。シータ＝０度における差パターン１１０２の鋭いヌルは、図４の差パターン４０２と比較して向上した感度を示している。ＲＦＩＤ読取り機用途に対する＋／−１０度よりも大きい角度選択が期待される。上記鋭いヌルはまた、マルチパス軽減の向上を示す。
【００４８】
図１２は、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２といった携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ１２００の第４の特定の実施形態を示している。能動型アンテナアレイ１２００は、非直線（例えば、正方形または長方形）構成で配置されている第１アンテナ要素１２０１と第２アンテナ要素１２０２と第３アンテナ要素１２０３と第４アンテナ要素１２０４とを含む。能動型アンテナアレイ１２００は、第１アンテナ要素１２０１と第３アンテナ要素１２０３との中心から中心まで測定した第１軸に沿った間隔がおよそ２インチであり、第１アンテナ要素１２０１と第２アンテナ要素１２０２との中心から中心まで測定した第２軸に沿った間隔がおよそ２インチである。第１軸と第２軸とは、互いに垂直であってもよい。図２を参照しつつ説明したように、あるＲＦＩＤ技術により用いられる固有波長は、約１２．９インチである。したがって、アンテナ要素１２０１〜１２０４の中心間間隔は、両軸に沿って約六分の一波長（すなわち、約０．１５波長）である。また、縁部寸法が約４インチ×４インチより短い状態で、能動型アンテナアレイ１２００は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機において使用可能となるのに十分なほど小型である。アンテナ要素１２０１〜１２０４により受信される帰還信号に基づいて和信号および差信号を決定することにより、アンテナアレイ１２００は、複数のＲＦＩＤ装置およびマルチパス帰還路信号の存在下でも、対象となるＲＦＩＤ装置への方向の特定に十分な方向識別力を有することができる。さらに、図２の能動型アンテナアレイ２００と比較して能動型アンテナアレイ１２００に存在する追加のアンテナ要素は、方向識別力の向上をもたらす可能性がある。さらに、アンテナ要素１２０１〜１２０４は、非直線構成で配置されているので、アンテナアレイは、２本の軸、例えば、方位角軸および仰角軸において方向識別力を提供できる。
【００４９】
ある特定の実施形態において、アンテナ要素１２０１〜１２０４は、サブアレイにまとめることができる。例えば、第１アンテナ要素１２０１および第２アンテナ要素１２０２を第１サブアレイとしてもよく、第３アンテナ要素１２０３および第４アンテナ要素１２０４を第２サブアレイとしてもよい。別の実施例において、第１アンテナ要素１２０１および第３アンテナ要素１２０３を第１サブアレイとしてもよく、第２アンテナ要素１２０２および第４アンテナ要素１２０４を第２サブアレイとしてもよい。さらに別の実施例において、第１アンテナ要素１２０１および第４アンテナ要素１２０４を第１サブアレイとしてもよく、第２アンテナ要素１２０２および第３アンテナ要素１２０３を第２サブアレイとしてもよい。その他のサブアレイ構成もまた可能である。例えば、３つのアンテナ要素が第１サブアレイを形成してもよく、１つのアンテナ要素が第２サブアレイを形成してもよい。同様に、１つ以上のアンテナ要素が、１つより多くのサブアレイに含まれていてもよい。例えば、第１サブアレイは、第１アンテナ要素１２０１、第２アンテナ要素１２０２および第３アンテナ要素１２０３を含んでいてもよく、第２サブアレイは、第２アンテナ要素１２０２、第３アンテナ要素１２０３および第４アンテナ要素１２０４を含んでいてもよい。さらに、２つより多くのサブアレイを用いてもよい。例えば、第１サブアレイは、第１アンテナ要素１２０１、第３アンテナ要素１２０３および第４アンテナ要素１２０４を含んでいてもよく、第２サブアレイは、第２アンテナ要素１２０２、第３アンテナ要素１２０３および第４アンテナ要素１２０４を含んでいてもよく、第３サブアレイは、第１アンテナ要素１２０１、第２アンテナ要素１２０２および第４アンテナ要素１２０４を含んでいてもよく、第４サブアレイは、第１アンテナ要素１２０１、第２アンテナ要素１２０２および第３アンテナ要素１２０３を含んでいてもよい。同様に、アンテナ要素１２０１〜１２０４のいくつかまたはすべてが１つより多くのサブアレイに用いられている状態で、さまざまな群の２つのアンテナ要素をサブアレイにまとめてもよい。
【００５０】
図１３は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１３００の第４の特定の実施形態の回路図である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機１３００は、第１アンテナ要素１３０１と第２アンテナ要素１３０２と第３アンテナ要素１３０３と第４アンテナ要素１３０４とを含む４つのアンテナ要素を有する能動型アンテナアレイを含む。例えば、能動型アンテナアレイは、図１２の能動型アンテナアレイ１２００であってもよい。別の実施例において、能動型アンテナアレイは、図１２の能動型アンテナアレイ１２００とは異なるアンテナ要素１３０１〜１３０４の間隔、大きさまたは構成を有していてもよい。例えば、アンテナ要素１３０１〜１３０４は、直線的に配置されるか、異なる非直線構成で配置されてもよい。
【００５１】
ある特定の実施形態において、アンテナ要素１３０１〜１３０４は、サブアレイに構成されている。携帯型ＲＦＩＤ読取り機１３００は、第１和差回路１２４１および第２和差回路１２４３を含む。第１和差回路１２４１および第２和差回路１２４３は、各対応するサブアレイのアンテナ要素により受信される応答信号に基づいて、和信号、差信号またはその両方を決定してもよい。例えば、第１和差回路１２４１は、第１アンテナ要素１３０１および第４アンテナ要素１３０４により受信される応答信号に基づいて、和信号および差信号を決定して、第１サブアレイ信号を形成してもよい。第２和差回路１２４３は、第２アンテナ要素１３０２および第３アンテナ要素１３０３により受信した応答信号に基づいて、和信号および差信号を決定して、第２サブアレイ信号を形成してもよい。第１サブアレイ信号および第２サブアレイ信号は、和差回路１２４０において受信されてもよい。和差回路１２４０は、マイクロコントローラ１２４２に提供される和信号および差信号を生成してもよい。
【００５２】
マイクロコントローラ１２４２は、アンテナ要素１３０１〜１３０４の各々の適応型ビーム形成制御回路に信号を送ってもよい。例えば、マイクロコントローラ１２４２は、アンテナ要素１３０１〜１３０４の移相器１２１１〜１２１４に位相信号を提供してもよい。別の実施例において、マイクロコントローラ１２４２は、アンテナ要素１３０１〜１３０４の低雑音増幅器１２２１〜１２２４に重量信号を提供してもよい。位相信号、重量信号またはその両方は、アンテナ要素１３０１〜１３０４により用いられて、放射器１２３１〜１２３４を介して、アンテナアレイにより放射された適応型ビームパターンを生成してもよい。またさらに、または、代わりに、位相信号、重量信号またはその両方は、アンテナ要素１３０１〜１３０４により用いられて、アンテナアレイの角度識別力を調整してもよい。
【００５３】
マイクロコントローラ１２４２はまた、表示部１２４４を介して方向表示を提供してもよい。方向表示は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１３００の操作者に、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示してもよい。アンテナ要素１３０１〜１３０４が非直線構成で配置されているとき、方向表示は、対象となるＲＦＩＤ装置に対する２本の軸、例えば、方位角方向および仰角方向に沿った方向情報を含んでいてもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機１３００はまた、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２に示した構成部品のような追加の構成部品を含んでもよい。
【００５４】
図１４は、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２といった携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ１４００の第５の特定の実施形態を示している。アンテナアレイ１４００は、非直線（例えば、長方形または蝶ネクタイ）構成で配置されている第１アンテナ要素１４０１と第２アンテナ要素１４０２と第３アンテナ要素１４０３と第４アンテナ要素１４０４と第５アンテナ要素１４０５とを含む。アンテナアレイ１４００は、第１アンテナ要素１４０１と第２アンテナ要素１４０２との中心から中心まで測定した第１軸に沿った間隔がおよそ０．６波長であり、第１アンテナ要素１４０１と第４アンテナ要素１４０４との中心から中心まで測定した第２軸に沿った間隔がおよそ０．３５波長である。図２を参照しつつ説明したように、あるＲＦＩＤ技術により用いられる固有波長は、約１２．９インチである。したがって、第１軸に沿った中心間間隔は、約７．７５インチであり、第２軸に沿った間隔は、約１インチである。よって、能動型アンテナアレイ１４００は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機において使用可能となるのに十分なほど小型である。
【００５５】
アンテナ要素１４０１〜１４０５により受信される帰還信号に基づいて和信号および差信号を決定することにより、アンテナアレイ１４００は、複数のＲＦＩＤ装置およびマルチパス帰還路信号の存在下でも、対象となるＲＦＩＤ装置への方向の特定に十分な方向識別力を有することができる。さらに、図２の能動型アンテナアレイ２００と比較して能動型アンテナアレイ１４００に存在する追加のアンテナ要素は、方向識別力の向上をもたらす可能性がある。さらに、アンテナ要素１４０１〜１４０５は、非直線構成で配置されているので、アンテナアレイは、２本の軸において、例えば、方位角軸に沿ってかつ仰角軸に沿って方向識別力を提供できる。
【００５６】
また、上で説明したように、アンテナ要素１４０１〜１４０５を用いて、サブアレイを形成してもよい。例えば、２つ、３つまたは４つのアンテナ要素１４０１〜１４０５の群をサブアレイとなるように配置してもよい。いくつかまたはすべてのアンテナ要素１４０１〜１４０５が、１つより多くのサブアレイに含まれていてもよい。
【００５７】
図１５および図１６は、図１４のアンテナアレイ１４００に関連する疑似和および差信号を示している。とりわけ、図１５は、図１４の蝶ネクタイ形能動型アンテナアレイ１４００についての和ビームパターン１５０１および差ビームパターン１５０２を示している。シータ＝０度における差パターン１５０２の鋭いヌルは、優れた感度を示している。例えば、ＲＦＩＤ読取り機用途に対する少なくとも＋／−１０度の角度選択が期待される。上記鋭いヌルはまた、不要反射が拒否され、より少ない帰還信号ビームを携帯型ＲＦＩＤ読取り機により処理してもよいので、マルチパスの軽減を示す。
【００５８】
図１６は、図１４の蝶ネクタイ能動型アンテナアレイ１４００を用いて形成した適応型ビームに対する和ビームパターン１６０１および差ビームパターン１６０２を示している。蝶ネクタイ能動型アンテナアレイ１４００により形成した適応型ビームは、中心から３０度より大きい走査角度で空間内において電子的に走査可能である。
【００５９】
図１７、図１９、図２１および図２３は、さまざまな間隔を有する二要素アンテナアレイの実施形態を示している。図１８、図２０、図２２および図２４は、それぞれ、図１７、図１９、図２１および図２３の二要素アンテナアレイに関連する疑似和および差信号を示している。
【００６０】
図１７は、アンテナ要素１７０１とアンテナ要素１７０２との中心間間隔が約０．５波長である携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ１７００の第６の特定の実施形態を示している。図１８は、図１７のアンテナアレイ１７００に関連する疑似和および差信号を示しており、かつ、アンテナ要素１７０１とアンテナ要素１７０２との二分の一波長の間隔において、アンテナアレイ１７００が良好な感度および角度選択を有することを示している。
【００６１】
図１９は、アンテナ要素１９０１とアンテナ要素１９０２との中心間間隔が約０．２５波長である携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ１９００の第７の特定の実施形態を示している。図２０は、図１９のアンテナアレイ１９００に関連する疑似和および差信号を示しており、かつ、アンテナ要素１９０１とアンテナ要素１９０２との四分の一波長の間隔において、アンテナアレイ１９００が依然として良好な感度および角度選択を有することを示している。
【００６２】
図２１は、アンテナ要素２１０１とアンテナ要素２１０２との中心間間隔が約０．１２５波長である携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ２１００の第８の特定の実施形態を示している。図２２は、図２１のアンテナアレイ２１００に関連する疑似和および差信号を示しており、かつ、アンテナ要素２１０１とアンテナ要素２１０２との八分の一波長の間隔において、アンテナアレイ２１００が依然として良好な感度および角度選択を有することを示している。
【００６３】
図２３は、アンテナ要素２３０１とアンテナ要素２３０２との中心間間隔が約０．０６２５波長である携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ２３００の第９の特定の実施形態を示している。図２４は、図２３のアンテナアレイ２３００に関連する疑似和および差信号を示しており、かつ、アンテナ要素２３０１とアンテナ要素２３０２との十六分の一波長の間隔において、アンテナアレイ２３００が有用な感度および角度選択を有することを示している。ただし、図１７〜図２４は二アンテナ要素アレイを扱っているが、感度および角度選択は、より多くのアンテナ要素の追加によりさらに向上させてもよい。例えば、隣接するアンテナ要素間の中心間間隔が十六分の一波長である四アンテナ要素アレイは、アンテナアレイの全体寸法を非常に小さく維持しつつ、図２３の二要素アンテナアレイ２３００に対して向上した性能を有しているはずである。例えば、固有波長が約１２．９インチであるとき、十六分の一波長の中心間間隔は、１インチより短い。したがって、十六分の一波長の中心間間隔を有する正方形構成の四要素アンテナアレイは、約１平方インチの面積をカバー可能である。
【００６４】
図２５は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機を用いる方法の第１の特定の実施形態のフローチャートである。該方法は、２５０２において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイから少なくとも１つの第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号を送る携帯型ＲＦＩＤ読取り機を用いることを含む。この文脈における呼びかけ信号は、ＲＦＩＤ装置からの情報を要求し、かつ、ＲＦＩＤ装置を書き換えたりプログラムし直したりしない信号を含んでもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機におけるアンテナアレイは、複数のアンテナ要素を含む。例えば、携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、図１に示した携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２を含んでもよい。アンテナアレイは、携帯型ＲＦＩＤ読取り機が携帯型手持ち走査に十分なほど小型である限りにおいて、あらゆる数または構成のアンテナアレイ要素を含んでいてもよい。例えば、アンテナアレイは、図２、図６、図８、図１２、図１４、図１７、図１９、図２１または図２３を参照しつつ説明したようなアンテナ要素と、図３、図７、図９または図１３を参照しつつ説明したような回路とを含んでもよい。
【００６５】
２５０４において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機に近接したＲＦＩＤ装置から第１応答信号を受信してもよい。第１応答信号は、少なくともアンテナアレイの第１アンテナ要素により、かつ、アンテナアレイの第２アンテナ要素により受信されてもよい。該方法はまた、２５０６において、第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号とを合計することにより和信号を決定することを含む。該方法はさらに、２５０８において、第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号との差を求めることにより差信号を決定することを含む。該方法はまた、２５１０において、和信号および差信号に基づいて携帯型ＲＦＩＤ読取り機からＲＦＩＤ装置への方向を特定することを含む。該方法はまた、２５１２において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の指示器を起動することを含んでもよい。指示器は、ＲＦＩＤ装置への方向を示してもよい。
【００６６】
図２６は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機を用いる方法の第２の特定の実施形態のフローチャートである。該方法は、２６０２において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイから少なくとも１つの第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号を送ることを含む。携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、図１〜図２４を参照しつつ説明したようなＲＦＩＤ読取り機を含んでもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、複数のアンテナ要素を含む能動型アンテナアレイを含んでもよい。第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号は、図１を参照しつつ説明した第１呼びかけパターン１４２のようなある特定の位相および振幅を各々が有する能動型アンテナアレイのアンテナ要素からの信号を介して送ってもよい。
【００６７】
該方法はまた、２６０４において、対象となるＲＦＩＤ装置とＲＦＩＤ読取り機に近接して位置する１つ以上の他のＲＦＩＤ装置とからの複数の応答信号を受信することを含む。応答信号は、能動型アンテナアレイの少なくとも第１アンテナ要素と第２アンテナ要素とにより受信されてもよい。該方法はまた、２６０６において、第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号とを合計することにより和信号を決定することを含む。その他のアンテナ要素により受信された信号に基づいて追加の和信号を決定してもよい。例えば、２つより多くのアンテナ要素が存在するとき、２つ以上のアンテナ要素をまとめて、和信号および差信号を決定するための個々の要素として扱われるサブアレイとすることにより、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を特定してもよい。該方法はまた、２６０８において、第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号との差を求めることにより差信号を決定することを含んでもよい。和信号と同様に、差信号は、２つより多くのアンテナ要素が存在するとき、能動型アンテナアレイのサブアレイに基づいて決定してもよい。
【００６８】
該方法はまた、２６１０において、対象となるＲＦＩＤ装置を識別するデータを含む携帯型ＲＦＩＤ読取り機のメモリにアクセスすることを含んでもよい。該方法はまた、２６１２において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機により受信した複数の応答信号をフィルターにかけることにより、第１ＲＦＩＤ装置から受信した第１応答信号を識別することを含んでもよい。例えば、対象となるＲＦＩＤ装置以外のＲＦＩＤ装置から受信した応答信号は、フィルタリングにより破棄してもよい。該方法はまた、２６１４において、和信号および差信号に基づいて携帯型ＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置への方向を特定してもよい。
【００６９】
該方法はまた、２６１６において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機からの第２ＲＦＩＤ呼びかけ信号を概ね対象となるＲＦＩＤ装置へ向けて電子的に誘導することを含んでもよい。例えば、第２ＲＦＩＤ呼びかけ信号は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の能動型アンテナアレイから第２ビームパターンを介して送られてもよい。第２ビームパターンは、適応型ビーム形成を用いて電子的に誘導されてもよい。例えば、第２ビームパターンは、図１の第２呼びかけパターン１４３を含んでもよい。例示のために、第２ビームパターンを形成するために１つ以上のアンテナ要素から送られる信号は、第１ＲＦＩＤ呼びかけパターンの信号の位相および振幅に対して修正された位相、修正された振幅またはその両方を有していてもよい。またさらに、または、代わりに、該方法は、修正された位相、修正された振幅またはその両方を用いて能動型アンテナアレイの角度識別力を調整することを含んでもよい。
【００７０】
該方法はまた、２６１８において、能動型アンテナアレイにより対象となるＲＦＩＤ装置と、あるいは１つ以上の他のＲＦＩＤ装置とからの第２応答信号を受信することを含んでもよい。例えば、第２応答信号は、アンテナアレイの少なくとも第１アンテナ要素および第２アンテナ要素により受信されてもよい。該方法はまた、２６２０において、第２和信号および第２差信号を決定することを含んでもよい。例えば、第２和信号は、第１アンテナ要素により受信された第２応答信号と第２アンテナ要素により受信された第２応答信号とを合計することにより決定してもよい。第２差信号は、第１アンテナ要素により受信された第２応答信号と第２アンテナ要素により受信された第２応答信号との差を求めることにより決定してもよい。前に説明したように、２つより多くのアンテナ要素が存在するとき、和信号および差信号を決定するためにアンテナ要素をまとめてサブアレイとしてもよい。
【００７１】
該方法はまた、２６２２において、第２和信号および第２差信号に基づいて携帯型ＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置への改良した方向を特定することを含む。ある特定の実施形態において、該方法は、２６１６へ戻って、携帯型ＲＦＩＤ読取り機から概ね対象となるＲＦＩＤ装置へ向かって後続のＲＦＩＤ呼びかけ信号を反復して電子的に誘導することにより、携帯型ＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置へのより改良した方向を続いて特定する。
【００７２】
該方法はさらに、２６２４において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の指示器を起動することを含んでもよい。指示器は、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示してもよい。例えば、指示器は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置への方位角、仰角またはその両方を示してもよい。
【００７３】
ここで説明した実施形態の例示は、さまざまな実施形態の構造の一般的理解を提供することを意図している。該例示は、ここで説明した構造または方法を利用する装置およびシステムの要素および特徴のすべてを完全に説明することを意図してはいない。本開示に目を通すと、数多くの他の実施形態が当業者にとって明らかであろう。他の実施形態を利用し、かつ、本開示から導き出してもよく、その結果、本開示の範囲から逸脱することなく構造的かつ論理的な置換および変更を行ってもよい。例えば、方法工程は、図に示されているものとは異なる順序で行ってもよく、または、１つ以上の方法工程を省略してもよい。よって、開示および図は、制限的というよりむしろ例示的に考慮されるべきである。また、例示を簡潔かつ明確にするために、図示されているある要素は、必ずしも一定の縮尺にしたがってはいない。例えば、要素のうちのいくつかの寸法は、他の要素に対して誇張されていることがある。
【００７４】
そのうえ、ここで特定の実施形態を例示および説明してきたが、示した該特定の実施形態の代わりに、同じまたは同様の結果を達成するよう設計されたいかなる後続の配置構成を用いてもよいことは理解されたい。本開示は、さまざまな実施形態のあらゆるすべての後続の適合例または変形例を包含することを意図している。上記実施形態およびここで特定して説明はされていないその他の実施形態の組み合わせは、上記説明に目を通すと当業者にとって明らかとなるだろう。
【００７５】
開示の要約は、請求項の範囲または意味を解釈または限定するよう用いられることはないということを理解したうえで提出される。これに加えて、前述の詳細な説明において、開示を簡素化するためにさまざまな特徴をひとまとめにしたり、単一の実施形態において説明していることがある。本開示は、請求されている実施形態が各請求項にはっきりと記載されているより多くの特徴を要件とするという意図を反映しているとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の請求項が反映するように、請求されている主題は、開示されているあらゆる実施形態の特徴のすべてより少ない特徴に関していてもよい。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、携帯型無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読取り機およびそれを用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）技術は、在庫管理および商品追跡といったさまざまな追跡および識別目的に用いられてきた。あるＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤ読取り機からの信号により電力供給されるＲＦＩＤタグを用いる。電力供給されると、ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤ識別データを含む信号を送信してもよい。ＲＦＩＤ読取り機は、ＲＦＩＤ識別データを受信し、識別データに基づいてＲＦＩＤタグまたはＲＦＩＤタグに対応付けられている対象物についての情報を特定してもよい。
【０００３】
個々のＲＦＩＤタグの識別は、複数のＲＦＩＤタグがＲＦＩＤ読取り機の信号に応答する場合、困難となり得る。例えば、複数のＲＦＩＤタグが同一場所に位置しているとき、ＲＦＩＤ読取り機は、探索されている特定のＲＦＩＤタグをユーザが選択できるように応答を区別することが困難なことがある。いくつかのＲＦＩＤ読取り機は、単に呼びかけ信号を送るよりむしろ書き換え信号を送ることによりこの懸念に対処している。すなわち、これらＲＦＩＤ読取り機は、ＲＦＩＤタグ上のデータを書き換えるか、または、ＲＦＩＤタグの機能をプログラムし直す信号を送ることにより、あるＲＦＩＤタグを別のＲＦＩＤタグから区別しやすくする。識別目的で複数当事者によりＲＦＩＤタグが用いられる予定のとき、ＲＦＩＤタグを書き換えたり、プログラムし直したりすることは、問題となり得る。というのも、ＲＦＩＤタグを読み取ろうとする後続の当事者は、ＲＦＩＤタグ上に書き込まれている新たなデータを読取ることができない可能性があったり、新たなデータを追跡目的の情報と照合することができない可能性があったりするからである。
【発明の概要】
【０００４】
携帯型無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読取り機およびその使用方法を開示する。ある特定の携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、１つ以上のＲＦＩＤ装置からＲＦＩＤ信号を受信するための複数のアンテナ要素を含む能動型アンテナアレイを含む。複数のアンテナ要素の各々は、能動型アンテナアレイにより生成されるビームパターンを制御するための制御回路を含む。携帯型ＲＦＩＤ読取り機はまた、複数のアンテナ要素のうちの少なくとも２つにより受信されるＲＦＩＤ信号を合計することにより和信号を決定するよう動作可能な和回路を含む。携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、複数のアンテナ要素に結合されている差回路をさらに含む。差回路は、複数のアンテナ要素のうちの少なくとも２つにより受信されるＲＦＩＤ信号同士の差信号を決定するよう動作可能である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機はまた、ビームパターンを電子的に誘導して、ＲＦＩＤ読取り機から１つ以上のＲＦＩＤ装置のうちのある特定のＲＦＩＤ装置への方向を特定するためのコントローラを含む。
【０００５】
別の特定の携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、１つ以上のＲＦＩＤ装置からＲＦＩＤ信号を受信するための複数のアンテナ要素を含む能動型アンテナアレイを含む。受信されるＲＦＩＤ信号は、固有波長を有する。複数のアンテナ要素は、少なくとも第１アンテナ要素と第２アンテナ要素とを含む。第１アンテナ要素と第２アンテナ要素とは、固有波長の二分の一より短い距離だけ離間されている。携帯型ＲＦＩＤ読取り機はまた、受信されるＲＦＩＤ信号に基づいて能動型アンテナアレイのビームパターンを電子的に誘導して、１つ以上のＲＦＩＤ装置のうちのある特定のＲＦＩＤ装置への方向を特定するための回路を含む。
【０００６】
複数のＲＦＩＤ装置の中の特定のＲＦＩＤ装置の位置を特定する方法は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイから少なくとも１つの第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号を送ることを含む。アンテナアレイは、複数のアンテナ要素を含む。該方法はまた、少なくともアンテナアレイの第１アンテナ要素により、および、アンテナアレイの第２アンテナ要素により、携帯型ＲＦＩＤ読取り機に近接した対象となるＲＦＩＤ装置から第１応答信号を受信することを含む。該方法は、第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号とを合計することにより和信号を決定することをさらに含む。該方法はまた、第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号との差を求めることにより差信号を決定することを含む。該方法は、和信号および差信号に基づいて携帯型ＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置への方向を特定することをさらに含む。該方法はまた、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の指示器を起動することを含む。指示器は、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示す。
【０００７】
説明した特徴、機能および利点は、さまざまな実施形態において独立して達成可能であり、または、以下の説明および図面を参照してさらなる詳細が開示されているさらに他の実施形態において組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機を含むシステムの第１の特定の実施形態のブロック図である。
【図２】図２は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第１の特定の実施形態を示す図である。
【図３】図３は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の第１の特定の実施形態の回路図である。
【図４】図４は、図２のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図５】図５は、図２のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図６】図６は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第２の特定の実施形態を示す図である。
【図７】図７は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の第２の特定の実施形態の回路図である。
【図８】図８は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第３の特定の実施形態を示す図である。
【図９】図９は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の第３の特定の実施形態の回路図である。
【図１０】図１０は、図８のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図１１】図１１は、図８のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図１２】図１２は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第４の特定の実施形態を示す図である。
【図１３】図１３は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の第４の特定の実施形態の回路図である。
【図１４】図１４は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第５の特定の実施形態を示す図である。
【図１５】図１５は、図１４のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図１６】図１６は、図１４のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図１７】図１７は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第６の特定の実施形態を示す図である。
【図１８】図１８は、図１７のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図１９】図１９は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第７の特定の実施形態を示す図である。
【図２０】図２０は、図１９のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図２１】図２１は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第８の特定の実施形態を示す図である。
【図２２】図２２は、図２１のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図２３】図２３は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイの第９の特定の実施形態を示す図である。
【図２４】図２４は、図２３のアンテナアレイに関連する疑似和および差アンテナパターンを示している。
【図２５】図２５は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機を用いる方法の第１の特定の実施形態のフローチャートである。
【図２６】図２６は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機を用いる方法の第２の特定の実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
航空安全は、ますます大きな関心事となってきている。高価かつ時間のかかる可能性のある航空安全の一側面は、乗客とその荷物を照合することである。航空安全のこの側面は、航空機に搭乗していたいずれの乗客の所有でもなかった当該便に搭載されたスーツケースが原因とされている１９８８年のスコットランド、ロッカビー近郊でのパンアメリカン航空１０３便爆破事件以来、とりわけ強調されている。現在、全航空会社が航空機の乗客と該航空機の搭乗手続き済み荷物を照合して、航空機のすべての荷物を確実に乗客と対応付けることを求める法律を多くの国が有する。
【００１０】
乗客との対応付けがうまくいかないバッグを手作業で探索することは、空港業務において非現実的であり得る。例えば、乗客とバッグを手作業で照合するプロセスは、労働集約的である可能性があり、かつ、便の遅れを生じたり、航空会社に追加の業務コストがかかるかもしれない。無線周波数識別（ＲＦＩＤ）技術は、各バッグを識別する情報を保存することができる。該情報は、ＲＦＩＤ読取り機を用いて取り出すことができる。しかしながら、航空機の貨物倉内の個々のバッグを迅速に探し当てることは、あるＲＦＩＤ読取り機技術では困難であり得る。個々のバッグを探し当てることは、マルチパス帰還信号につながる（貨物倉のような）小さな領域内に数多くのバッグが位置している場合、特に問題となり得る。そのような環境では、ある携帯型手持ちＲＦＩＤ読取り機を用いてある特定のバッグへの方向を特定することは困難かもしれない。例えば、ある特定のバッグと対応付けられたある乗客が航空機に搭乗していないために、出発準備のすでに整った航空機から特定のバッグを取り出す必要が生じた際、航空会社の地上勤務員は、航空機出発の遅延を回避するために該特定のバッグを迅速に探し当てるよう期待されることがある。バッグがすでに積み込まれていた場合、該バッグは、他の乗客の他の数多くのバッグとともに飛行機の貨物倉の狭い空間内に位置しているかもしれない。バッグが積み込み待機状態である場合、該バッグは、他の数多くのバッグとともに積み重ねられているかもしれない。ＲＦＩＤ技術が用いられる際、バッグの各々は、ＲＦＩＤタグと対応付けられている可能性がある。各ＲＦＩＤタグがＲＦＩＤ読取り機に応答することにより、ある特定のバッグを識別することが困難になることがある。
【００１１】
ＲＦＩＤ技術はまた、整備または点検のための航空機機材を探し当てることなどの他の航空機業務の促進に用いてもよい。しかしながら、ある特定のＲＦＩＤタグの位置を識別することの問題は、これらの使用にも及ぶことがある。例えば、ある航空機機材は、キャビネットの後ろで、パネルの中で、座席クッションの後ろでなど見えにくくなっているかもしれない。航空機機材の追跡にＲＦＩＤタグを用いるが、機材が見えにくいとき、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の使用は、それほど航空機機材を探し当てる助けとならないかもしれない。というのも、携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、ある特定のＲＦＩＤタグへの方向を特定できないことがあるからである。
【００１２】
本開示は、能動型位相配列アンテナシステムを用いる携帯型ＲＦＩＤ読取り機を説明する。能動型位相配列アンテナシステムおよび付随する電子機器は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の角度感度を高める可能性がある。携帯型ＲＦＩＤ読取り機の角度感度を高めることにより、開示されている携帯型ＲＦＩＤ読み取り機は、たとえ直接視線が得られなくとも、かつ、マルチパス帰還信号により特定のＲＦＩＤタグが探し当てづらくなっていても、対象物に対応付けられている特定のＲＦＩＤタグの識別を可能とすることがある。例えば、開示されている携帯型ＲＦＩＤ読み取り機は、位相配列アンテナ、電子走査および適応型ビーム形成を用いて、差信号の位相情報を用いる該特定のＲＦＩＤタグの位置を追跡することができる。差信号の位相は、帰還信号の到着角度がパターンヌルの一方の側から他方の側へ変化するときに１８０度切り替わる。位相は、和信号の位相と差信号の位相とを比較することにより容易に検出される。また、位相配列アンテナ電子走査により、マルチパス帰還信号の破棄が可能となることがあり、その結果、数多くのマルチパス帰還信号を有する環境における携帯型ＲＦＩＤ読取り機の使用が改善される。さらに、携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、対象となっていないか、または、予期しない方向からの（例えば、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の概略指示方向からではない）ＲＦＩＤタグからの応答を、ＲＦＩＤタグを書き換えたり、修正したりすることなく除外することができる。よって、ＲＦＩＤタグは、複数当事者が識別目的でＲＦＩＤタグを利用できるようにする業界標準のＲＦＩＤ技術およびデータを用いることができる。したがって、ある特定のＲＦＩＤタグ（例えば、ある特定の乗客の荷物に対応付けられたＲＦＩＤタグ）を探し当てるための航空機の貨物コンテナといった狭い区画における携帯型ＲＦＩＤ読取り機の使用は、大幅に改善される可能性がある。さらに、能動型位相配列アンテナシステムは、比較的小型であることにより、携帯型手持ちＲＦＩＤ読取り機に能動型位相配列アンテナシステムを使用することが可能となる。
【００１３】
図１は、携帯型無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読取り機１０２を含むシステムの第１の特定の実施形態のブロック図である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、複数のＲＦＩＤ装置１１４〜１１６およびマルチパス帰還信号１０６が存在する環境において示されている。例えば、ＲＦＩＤ装置１１４〜１１６は、第１ＲＦＩＤ装置１１４と、第２ＲＦＩＤ装置１１５と、第３ＲＦＩＤ装置１１６とを含む。ＲＦＩＤ装置１１４〜１１６の各々は、航空機の乗客と対応付けられている荷物１０４〜１０６のような追跡されている品目と対応付けられているＲＦＩＤタグとすることができる。マルチパス帰還信号１６０は、航空機の貨物倉の壁のような、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２が用いられている環境における壁１６２から反射される信号を含んでもよい。
【００１４】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、携帯型ハウジング１１０を含んでもよい。携帯型ハウジング１１０は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の携帯かつ手持ちの使用を可能としてもよい。携帯型ハウジング１１０は、コントローラ１３０と、電池１４０と、メモリ１３４と、和回路１２４と、差回路１２６と、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の１つ以上のその他の構成要素またはこれらの組み合わせとを少なくとも部分的に取り囲んでいてもよい。ある特定の実施形態において、電池１４０は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２用の携帯型動作電源を提供してもよい。
【００１５】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２はまた、能動型アンテナアレイ１１２を含んでもよい。能動型アンテナアレイ１１２は、ＲＦＩＤ呼びかけ信号を送り、ＲＦＩＤ装置１１４〜１１６からＲＦＩＤ応答信号１５４を受信する複数のアンテナ要素を含んでもよい。能動型アンテナアレイ１１２のアンテナ要素は、少なくとも第１アンテナ要素１２０と第２アンテナ要素１２１とを含んでもよい。アンテナ要素１２０〜１２１の各々は、能動型アンテナアレイ１１２により生成されるビームパターンを制御する制御回路１２２〜１２３を含んでもよい。制御回路１２２〜１２３は、電子ステアリング回路１２８により制御されてもよい。ある特定の実施形態において、アンテナ要素１２０〜１２１の各々により生成される波形は、能動型アンテナアレイ１１２により生成される全体パターン（例えば、第１呼びかけパターン１４２）を制御する制御回路１２２〜１２３を用いて、独立して制御可能である。例えば、電子ステアリング回路１２８は、制御回路１２２〜１２３へ制御信号を送ることができるコントローラ１３０を含んでもよい。制御信号は、制御回路１２２〜１２３に、アンテナ要素１２０〜１２１の少なくとも１つにより生成される波形の位相を修正させるか、アンテナ要素１２０〜１２１の少なくとも１つにより生成される波形の振幅を修正させるか、または、該波形の位相と振幅との両方を修正させることにより、能動型アンテナアレイ１１２からのビームパターンの適応型ビームステアリングを提供してもよい。
【００１６】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２はまた、和回路１２４を含んでもよい。和回路１２４は、能動型アンテナアレイ１１２のアンテナ要素１２０〜１２１により受信した（マルチパス応答信号１６０を含む）ＲＦＩＤ応答信号１５４を合計することにより和信号を決定してもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２はまた、能動型アンテナアレイ１１２と結合された差回路１２６を含んでもよい。差回路１２６は、１つ以上のアンテナ要素（例えば、第１アンテナ要素１２０）により受信したＲＦＩＤ応答信号１５４とその他の１つ以上のアンテナ要素（例えば、第２アンテナ要素１２１）との差信号を決定するよう動作可能であってもよい。
【００１７】
コントローラ１３０は、各アンテナ要素１２０〜１２１の制御回路１２２〜１２３を用いて、和信号および差信号または両方に基づいて能動型アンテナアレイ１１２により生成されるビームパターン（例えば、第２呼びかけパターン１４３）を電子的に誘導してもよい。例えば、コントローラ１３０は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２から呼びかけ信号に応答するＲＦＩＤ装置のうちのある特定のＲＦＩＤ装置への方向を決定してもよい。例示のために、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、第１呼びかけパターン１４２を介して第１呼びかけ信号を送信してもよい。第１呼びかけパターン１４２は、比較的幅が広い（すなわち、比較的大きい送信角度を有している）可能性がある。第１ＲＦＩＤ装置１１４、第２ＲＦＩＤ装置１１５および第３ＲＦＩＤ装置１１６はすべて、応答信号１５４を送信することにより第１呼びかけ信号に応答してもよい。ただし、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の使用者は、第１ＲＦＩＤ装置１１４と対応付けられている第１の荷物１０４しか探していないかもしれない。よって、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、メモリ１３４にアクセスしてもよい。メモリ１３４は、本実施例では第１ＲＦＩＤ装置１１４である対象となるＲＦＩＤ装置の識別表示を示すＲＦＩＤ装置識別子１３６を含んでもよい。コントローラ１３０は、和信号、差信号、または両方、および、ＲＦＩＤ装置識別子１３６に基づいて対象となるＲＦＩＤ装置への方向を決定してもよい。和信号の位相と差信号の位相とを比較することにより、優れた角度分解が提供される。差信号の位相は、差のパターンヌルを交差するときに１８０度切り替わり、これにより、高い角度分解情報が提供される。
【００１８】
対象となるＲＦＩＤ装置への方向を決定した後、コントローラ１３０は、対象となるＲＦＩＤ装置、すなわち、第１ＲＦＩＤ装置１１４へ向かって概ね導かれる第２呼びかけパターン１４３のような適応型ビームパターンを生成してもよい。例えば、第１呼びかけパターン１４２は、幅広で、かつ、ひとまとまりで概ねＲＦＩＤ装置１１４〜１１６へ向かう方向１４４を有していてもよい。例示のために、第１呼びかけパターン１４２は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の指示方向に概ね沿って導かれてもよい。応答信号１５４を受信した後、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、適応型ビーム形成を実施して、第１ＲＦＩＤ装置１１４へ概ね向かう方向１４５を有する第２呼びかけパターン１４３を生成してもよい。応答信号は、第２呼びかけパターン１４３にも応答して受信されてもよい。しかしながら、第２呼びかけパターン１４３は、第１呼びかけパターン１４２より狭い可能性があり、かつ、対象となるＲＦＩＤ装置へ向かって概ね導かれる可能性があるので、第２呼びかけパターン１４３に応答して受信される応答信号はより少ないかもしれない。携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を反復して特定することを繰り返し、より狭く、かつ、より正確に導かれる呼びかけパターンを適応して形成して、対象となるＲＦＩＤ装置への方向をさらに改良してもよい。ある特定の実施形態において、呼びかけパターンの反復生成および対象となるＲＦＩＤ装置への方向の特定は、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を要求している使用者からの入力に応答して自動的に携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２により行われてもよい。
【００１９】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２はまた、方向指示器１３８を含んでもよい。方向指示器１３８は、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示すことができる。例えば、方向指示器１３８は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２から対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示す携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の使用者により検出可能な視覚的または可聴の指示を含んでいてもよい。例示のために、方向指示器１３８は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の使用者にＲＦＩＤ装置１１４への概略方向を伝える矢印、表示画面、ランプまたは別の指示を含んでいてもよい。方向指示器１３８は、方位角、仰角方向、または、それらの組み合わせを示していてもよい。また、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２が適応型呼びかけパターンを反復して生成し、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を特定すると、方向指示器１３８は、より正確な情報が特定されるに伴い、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を修正してもよい。
【００２０】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２はまた、入力装置１３２を含んでいてもよい。入力装置１３２は、特定の対象となるＲＦＩＤ装置を識別するために使用者からの入力を受信してもよい。例えば、該入力は、メモリ１３４に保存されているＲＦＩＤ装置識別子１３６に保存されている情報を含んでもよい。入力装置１３２はまた、ＲＦＩＤ装置１１４〜１１６の呼びかけを始めるための（例えば、第１呼びかけパターン１４２を送らせるための）トリガまたはその他の装置を含んでもよい。第２呼びかけパターン１４３および後続の呼びかけパターンは、応答信号１５４に応答して特定される方向情報をさらに改良するために自動的に送られてもよい。
【００２１】
能動型アンテナアレイ１１２は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２が携帯に十分なほど小型であり続け、かつ、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を効果的に識別可能である限りにおいて、あらゆる数のアンテナ要素およびあらゆる配置のアンテナ要素を含むことができる。例示のために、能動型アンテナアレイ１１２のアンテナ要素１２０〜１２１は、固有波長１５６の二分の一より短い距離だけ離間していてもよい。該固有波長は、ＲＦＩＤ装置１１４〜１１６から予測される応答信号１５４の波長１５６であってもよい。別の実施例において、固有波長１５６は、呼びかけパターン１４２〜１４３を介して能動型アンテナアレイ１１２により送信される信号の波長であってもよい。ある特定の実施形態において、能動型アンテナアレイは、図１に示した２つより多くのアンテナ要素１２０〜１２１を含む。図２〜図２４を参照しつつ、アンテナ要素のさまざまな構成および性能をさらに説明する。
【００２２】
ある特定の実施形態において、能動型アンテナアレイ１１２は、第１縁部と第１縁部の反対側の第２縁部とを有する。アンテナ要素１２０〜１２１（および存在する可能性のあるあらゆるその他のアンテナ要素）は、第１縁部と第２縁部との間に位置する。したがって、第１縁部と第２縁部とは、能動型アンテナアレイ１１２の境界を画定する。ある特定の実施形態において、第１縁部と第２縁部との間の縁部間距離は、固有波長１５６の二分の一より短い。別の特定の実施形態において、アンテナ要素１２０〜１２１間の距離は、中心から中心までで測定され、この場合、アンテナ要素の中心は、アンテナ要素の実効中心または重心を指してもよい。アンテナ要素１２０〜１２１は、固有波長１５６の二分の一より短い距離（すなわち、縁部間距離または中心間距離）だけ離間されていてもよい。とりわけ、最も外側の２つのアンテナ要素間の距離は、固有波長の二分の一より短くてもよく、この場合、最も外側のアンテナ要素は、能動型アンテナアレイ１１２の他のアンテナ要素がその間に位置するアンテナ要素を指す。例えば、アンテナ要素１２０〜１２１間の距離は、固有波長１５６の二分の一から四分の一までの間であってもよい。ある特定の実施形態において、アンテナ要素１２０〜１２１間の距離は、固有波長１５６の四分の一より短い。例えば、アンテナ要素１２０〜１２１間の距離は、固有波長１５６の四分の一から八分の一までの間であってもよい。ある特定の実施形態において、アンテナ要素１２０〜１２１間の距離は、固有波長１５６の八分の一より短い。例えば、アンテナ要素１２０〜１２１間の距離は、固有波長１５６の八分の一から十六分の一までの間であってもよい。ある特定の実施形態において、アンテナ要素１２０〜１２１の中心間距離は、固有波長１５６のおよそ十六分の一である。
【００２３】
動作中、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の使用者は、入力装置１３２を用いて、対象となるＲＦＩＤ装置、例えば、第１ＲＦＩＤ装置１１４のＲＦＩＤ装置識別子１３６を入力してもよい。使用者は、概ねＲＦＩＤ装置１１４〜１１６の方向へ携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２を向け、入力装置１３２を用いて、呼びかけ信号を送るべきであることを示してもよい。
【００２４】
ＲＦＩＤ読取り機１０２は、概ね携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の指示方向１４４へ第１呼びかけパターン１４２を送信してもよい。第１呼びかけパターン１４２に応答して、ＲＦＩＤ装置１１４〜１１６は、応答信号１５４を送ってもよい。応答信号１５４は、概ね携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２へ向かう方向１５８を含む数多くの方向、および、（例えば、壁１６２からの反射またはその他の帰還信号に起因する）マルチパス帰還信号１６０を生成する可能性のある１つ以上のその他の方向に伝搬する比較的幅広の、概ね導かれた信号であってもよい。
【００２５】
応答信号１５４およびマルチパス帰還信号１６０は、アンテナ要素１２０〜１２１により受信されてもよい。和回路１２４は、和信号を決定することができ、差回路１２６は、差信号を決定することができる。和信号および差信号は、コントローラ１３０へ提供されてもよい。コントローラ１３０は、和信号および差信号を用いて、対象となるＲＦＩＤ装置（例えば、第１ＲＦＩＤ装置１１４）への概略方向を特定してもよい。コントローラ１３０は、アンテナ要素１２０〜１２１の制御回路１２２〜１２３へ１つ以上の信号を送って、第２呼びかけパターン１４３を適応して形成してもよく、該第２呼びかけパターン１４３は、方向１４５に沿って対象となるＲＦＩＤ装置へ概ね導かれる。第２呼びかけパターン１４３は、対象となるＲＦＩＤ装置をより細かくねらうためにより狭いビーム幅を有していてもよい。また、コントローラ１３０は、方向指示器１３８に情報を提供して、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示す使用者への出力を生成してもよい。さらに、コントローラ１３０は、制御回路１２２〜１２３を用いて能動型アンテナアレイ１１２の角度識別力（discrimination）をより細かく調整して、対象となるＲＦＩＤ装置への方向１４５以外の方向から受信した帰還信号の処理を削減してもよい。
【００２６】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、追加の呼びかけパターンを反復して生成することにより、対象となるＲＦＩＤ装置への方向をより細かく特定し、受信した帰還信号の角度識別力を向上させ、かつ、使用者を対象となるＲＦＩＤ装置へ向けるために方向指示器に追加のまたはより良い情報を提供することができる。
【００２７】
コントローラ１３０は、対象となるＲＦＩＤ装置への方向の特定を促進するために、対象となるＲＦＩＤ装置からではない能動型アンテナアレイ１１２で受信した帰還信号を除外してもよい。例えば、第１ＲＦＩＤ装置１１４が対象となるＲＦＩＤ装置であるとき、第２ＲＦＩＤ装置１１５および第３ＲＦＩＤ装置１１６から受信する帰還信号は、破棄してもよい。また、マルチパス帰還信号１６０を破棄してもよい。例えば、コントローラ１３０は、予想外の角度（例えば、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の指示方向１４４とは大幅に異なる角度）から受信した帰還信号を除外してもよい。
【００２８】
適応型ビーム形成は、ある信号到着方向に対する感度を低下させることにより、マルチパス環境における携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２の角度選択性または識別力を動的に調節するために用いることができる。例えば、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、信号処理手法を用いて、あらゆる特定の方向から受信される不要な信号を無効にしてもよい。したがって、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２は、対象となるＲＦＩＤ装置の方向から受信する帰還信号に集中することができるかもしれない。ある方向における角度識別力が増すことは、（第２ＲＦＩＤ装置１１５および第３ＲＦＩＤ装置１１６といった）数多くの他のＲＦＩＤ装置の存在下で対象となるＲＦＩＤ装置を探索する際にも有用であり得る。
【００２９】
例えば、第１呼びかけパターン１４２について、ＲＦエネルギーは、比較的幅広のビームパターンにおける空間前面全体にわたって能動型アンテナアレイ１１２により分散可能である。第２呼びかけパターン１４３といった後続のパターンの方向は、応答信号１５４、１６０の到着角度と、位相と、信号強度と、あるいはＲＦＩＤ装置識別子１３６のような対象となるＲＦＩＤ装置を識別する情報とに基づいて計算可能である。各アンテナ要素１２０〜１２１からの受信帰還信号１５４、１６０は、特有の位相により偏移され、所定の重み因子により調節されるか、またはその両方の組み合わせにより、対象となるＲＦＩＤ装置の方向における角度識別力を向上させてもよい。
【００３０】
能動型アンテナアレイ１１２により、メインローブと、あるいは１つ以上のヌルと、サイドローブとを含む制御可能なビームパターンを作ってもよい。ローブの位置および利得は、制御回路１２２〜１２３を用いて制御することができる。対象となるＲＦＩＤ装置への方向が十分確実にまたは正確に（例えば、所定のまたは調節可能な閾値に基づいて）特定されるまで、後続の呼びかけパターンに対して毎度異なるパターンを用いることができる。
【００３１】
図２は、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２といった携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ２００の第１の特定の実施形態を示している。能動型アンテナアレイ２００は、第１アンテナ要素２０１と第２アンテナ要素２０２とを含む。能動型アンテナアレイ２００は、アンテナ要素２０１とアンテナ要素２０２との中心から中心まで測定した間隔がおよそ４インチである。したがって、能動型アンテナアレイ２００は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機において使用可能となるのに十分なほど小型である。あるＲＦＩＤ用途に対して、信号は、約９１５ＭＨｚの中心周波数で送られてもよい。自由空間における光速をおよそ２．９９７９×１０＾１０ｃｍ／ｓｅｃとすると、これら信号の固有波長は、約１２．９インチである。したがって、図２に示されているアンテナ要素２０１および２０２の中心間間隔は、二分の一波長（すなわち、約０．３１波長）より短い。アンテナ要素２０１および２０２により受信される帰還信号に基づいて和信号および差信号を決定することにより、図４および図５を参照しつつさらに説明するように、アンテナアレイ２００は、複数のＲＦＩＤ装置およびマルチパス帰還路信号の存在下でも、対象となるＲＦＩＤ装置への方向の特定に十分な方向識別力を有することができる。
【００３２】
図３は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機３００の第１の特定の実施形態の回路図である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機３００は、第１アンテナ要素３０１と第２アンテナ要素３０２とを有する能動型アンテナアレイを含む。例えば、能動型アンテナアレイは、図２の能動型アンテナアレイ２００であってもよい。別の実施例において、能動型アンテナアレイは、図２の能動型アンテナアレイ２００とは異なるアンテナ要素３０１〜３０２の間隔を有していてもよい。例示のために、能動型アンテナアレイは、図１７、図１９、図２１および図２３の能動型アンテナアレイのうちの１つとしてもよい。
【００３３】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機３００はまた、和差回路２４０を含む。和差回路２４０は、マイクロコントローラ２４２に和信号および差信号を提供してもよい。マイクロコントローラ２４２は、アンテナ要素３０１〜３０２の各々の適応型ビーム形成制御回路に複雑な重量信号を送ってもよい。例えば、マイクロコントローラ２４２は、アンテナ要素３０１〜３０２の移相器２１１〜２１２に位相信号を提供してもよい。別の実施例において、マイクロコントローラ２４２は、アンテナ要素３０１〜３０２の低雑音増幅器２２１〜２２２に大きさ信号を提供してもよい。位相信号および大きさ信号は、アンテナ要素３０１〜３０２により用いられて、放射器２３１〜２３２を介して、アンテナアレイにより生成された適応型ビーム形を生成してもよい。位相信号および大きさ信号はまたさらに、または、代わりに、アンテナ要素３０１〜３０２により用いられて、能動型アンテナアレイの方向識別力を調整してもよい。マイクロコントローラ２４２は、表示部２４４を介して方向表示を提供してもよい。方向表示は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機３００の操作者に、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示してもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機３００はまた、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２に示した構成部品のような追加の構成部品を含んでもよい。
【００３４】
図４および図５は、二要素アンテナアレイに関連する疑似和および差信号を示している。とりわけ、図４は、図２の二要素能動型アンテナアレイ２００についての和ビームパターン４０１および差ビームパターン４０２を示している。シータ＝０度における差パターン４０２の鋭いヌルは、優れた感度を示している。例えば、ＲＦＩＤ読取り機用途に対する少なくとも＋／−１０度の角度選択が期待される。上記鋭いヌルはまた、不要反射を拒否し、ＲＦＩＤ読取り機によるより少ない帰還信号ビームの処理を可能とするので、マルチパスの軽減をもたらす。
【００３５】
図５は、図２の二要素アンテナアレイ２００を用いて形成した適応型ビームに対する和ビームパターン５０１および差ビームパターン５０２を示している。二要素アンテナアレイ２００により形成した適応型ビームは、約３０度の走査により空間内において電子的に走査可能である。
【００３６】
図６は、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２といった携帯型ＲＦＩＤ読取り機の能動型アンテナアレイ６００の第２の特定の実施形態を示している。能動型アンテナアレイ６００は、第１アンテナ要素６０１と第２アンテナ要素６０２と第３アンテナ要素６０３とを含む。能動型アンテナアレイ６００は、アンテナ要素６０１とアンテナ要素６０２との中心から中心まで測定した第１軸に沿った間隔がおよそ２インチであり、アンテナ要素６０２とアンテナ要素６０３との中心から中心まで測定した第２軸に沿った間隔がおよそ２インチである。ある特定の実施形態において、第１軸は、第２軸と垂直である。能動型アンテナアレイ６００全体がカバーしているのは、１６平方インチ未満なので、携帯型ＲＦＩＤ読取り機において使用可能となるのに十分なほど小型である。また、アンテナ要素６０１〜６０３は、非直線構成（具体的には、三角形の構成）で配置されている。アンテナ要素６０１〜６０３の非直線構成により、ここで方位角および仰角と呼ばれる２本の軸に沿った方向の特定が可能となる。アンテナ要素６０１〜６０３により受信される帰還信号に基づいて和信号および差信号を決定することにより、アンテナアレイ６００は、複数のＲＦＩＤ装置およびマルチパス帰還路信号の存在下でも、対象となるＲＦＩＤ装置への方位角および仰角方向の特定に十分な方向識別力を有することができる。
【００３７】
図７は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機７００の第２の特定の実施形態の回路図である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機７００は、第１アンテナ要素７０１と第２アンテナ要素７０２と第３アンテナ要素７０３とを含む３つのアンテナ要素を有する能動型アンテナアレイを含む。例えば、能動型アンテナアレイは、図６の能動型アンテナアレイ６００であってもよい。別の実施例において、能動型アンテナアレイは、図６の能動型アンテナアレイ６００とは異なるアンテナ要素６０１〜６０３の間隔または構成を有していてもよい。例えば、アンテナ要素７０１〜７０３は、直線的に配置されるか、図６の能動型アンテナアレイ６００とは異なる非直線構成で配置されてもよい。別の実施例において、アンテナ要素７０１〜７０３の間隔、大きさまたはその両方は、図６のアンテナ要素６０１〜６０３の間隔、大きさまたはその両方と異なっていてもよい。
【００３８】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機７００は、和差回路６４０および６４１を含む。第１和差回路６４１は、第１アンテナ要素７０１および第２アンテナ要素７０２といった２つのアンテナ要素に基づいて、和信号、差信号またはその両方を決定してもよい。第１和差回路６４１により決定された和信号、差信号またはその両方は、第２和差回路６４０に提供されてもよい。第２和差回路６４０は、第１和差回路６４１および残りのアンテナ要素、この場合は、第３アンテナ要素７０３から受信した和信号および差信号に基づいて和信号および差信号をマイクロコントローラ６４２に提供してもよい。
【００３９】
マイクロコントローラ６４２は、アンテナ要素７０１〜７０３の各々の適応型ビーム形成制御回路に信号を送ってもよい。例えば、マイクロコントローラ６４２は、アンテナ要素７０１〜７０３の移相器６１１〜６１３に位相信号を提供してもよい。別の実施例において、マイクロコントローラ６４２は、アンテナ要素７０１〜７０３の低雑音増幅器６２１〜６２３に重量信号を提供してもよい。位相信号および重量信号は、アンテナ要素７０１〜７０３により用いられて、放射器６３１〜６３３を介して、能動型アンテナアレイにより放射された適応型ビーム形を生成してもよい。位相信号および重量信号はまたさらに、または、代わりに、アンテナ要素７０１〜７０３により用いられて、能動型アンテナアレイの角度識別力を調整してもよい。マイクロコントローラ６４２はまた、表示部６４４を介して方向表示を提供してもよい。方向表示は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機７００の操作者に、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示してもよい。アンテナ要素７０１〜７０３が非直線構成で配置されているとき、方向表示は、対象となるＲＦＩＤ装置に対する２本の軸、例えば、方位角方向および仰角方向に沿った方向情報を含んでいてもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機７００はまた、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２に示した構成部品のような追加の構成部品を含んでもよい。
【００４０】
図８は、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２といった携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ８００の第３の特定の実施形態を示している。アンテナアレイ８００は、第１アンテナ要素８０１と第２アンテナ要素８０２と第３アンテナ要素８０３と第４アンテナ要素８０４とを含む。アンテナアレイ８００は、アンテナ要素８０１とアンテナ要素８０４と（最も外側のアンテナ要素同士）の中心から中心まで測定した間隔がおよそ４インチである。図２を参照しつつ説明したように、あるＲＦＩＤ技術により用いられる固有波長は、約１２．９インチである。したがって、最も外側のアンテナ要素８０１および８０４の中心間間隔は、二分の一波長（すなわち、約０．３１波長）より短く、（第１アンテナ要素８０１および第２アンテナ要素８０２といった）隣接するアンテナ要素の中心間間隔は、約四分の一波長より短い。よって、アンテナアレイ８００は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機において使用可能となるのに十分なほど小型である。アンテナ要素８０１〜８０４により受信される帰還信号に基づいて和信号および差信号を決定することにより、アンテナアレイ８００は、複数のＲＦＩＤ装置およびマルチパス帰還路信号の存在下でも、対象となるＲＦＩＤ装置への方向の特定に十分な方向識別力を有することができる。さらに、図２の能動型アンテナアレイ２００と比較してアンテナアレイ８００に存在する追加のアンテナ要素は、アンテナ要素２０１〜２０２と比較してアンテナ要素８０１〜８０４がより小型であるにも関わらず、方向識別力の向上をもたらす可能性がある。
【００４１】
ある特定の実施形態において、図８のように、２つより多くのアンテナ要素を用いてアンテナアレイを形成する際、アンテナ要素は、サブアレイにまとめることができる。例えば、第１アンテナ要素８０１および第２アンテナ要素８０２を第１サブアレイ（「第１サブ」）としてもよく、第３アンテナ要素８０３および第４アンテナ要素８０４を第２サブアレイ（「第２サブ」）としてもよい。別の実施例において、第１アンテナ要素８０１および第３アンテナ要素８０３を第１サブアレイとしてもよく、第２アンテナ要素８０２および第４アンテナ要素８０４を第２サブアレイとしてもよい。さらに別の実施例において、第１アンテナ要素８０１および第４アンテナ要素８０４を第１サブアレイとしてもよく、第２アンテナ要素８０２および第３アンテナ要素８０３を第２サブアレイとしてもよい。サブアレイのその他の構成もまた可能である。例えば、第１サブアレイは、第１、第２および第３アンテナ要素８０１〜８０３のような３つのアンテナ要素を含んでいてもよく、第２サブアレイは、１つのアンテナ要素のみ、例えば、第４アンテナ要素８０４を含んでいてもよい。したがって、図８およびその後の図に示したサブアレイの集まりは、説明のためのものであり、限定するものではない。
【００４２】
図９は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機９００の第３の特定の実施形態の回路図である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機９００は、第１アンテナ要素９０１と第２アンテナ要素９０２と第３アンテナ要素９０３と第４アンテナ要素９０４とを含む４つのアンテナ要素を有する能動型アンテナアレイを含む。例えば、能動型アンテナアレイは、図８の能動型アンテナアレイ８００であってもよい。別の実施例において、能動型アンテナアレイは、図８の能動型アンテナアレイ８００とは異なるアンテナ要素９０１〜９０４の間隔または構成を有していてもよい。例えば、アンテナ要素９０１〜９０４は、直線的に配置されるか、非直線構成で配置されてもよい。別の実施例において、アンテナ要素９０１〜９０４の間隔、大きさまたはその両方は、アンテナ要素８０１〜８０４の間隔、大きさまたはその両方と異なっていてもよい。
【００４３】
ある特定の実施形態において、アンテナ要素９０１〜９０４は、サブアレイに構成されている。携帯型ＲＦＩＤ読取り機９００は、第１和差回路８４１および第２和差回路８４３を含む。第１和差回路８４１および第２和差回路８４３は、各対応するサブアレイのアンテナ要素により受信される信号に基づいて、和信号、差信号またはその両方を決定してもよい。例えば、第１和差回路８４１は、第１アンテナ要素９０１および第２アンテナ要素９０２により受信される信号に基づいて、和信号および差信号を決定して、第１サブアレイ信号を形成してもよい。第２和差回路８４３は、第３アンテナ要素９０３および第４アンテナ要素９０４により受信した信号に基づいて、和信号および差信号を決定して、第２サブアレイ信号を形成してもよい。第１サブアレイ信号および第２サブアレイ信号は、和差回路８４０において受信されてもよい。和差回路８４０は、マイクロコントローラ８４２に提供される和信号および差信号を生成してもよい。
【００４４】
マイクロコントローラ８４２は、アンテナ要素９０１〜９０４の各々の適応型ビーム形成制御回路に信号を送ってもよい。例えば、マイクロコントローラ８４２は、アンテナ要素９０１〜９０４の移相器８１１〜８１４に位相信号を提供してもよい。別の実施例において、マイクロコントローラ８４２は、アンテナ要素９０１〜９０４の低雑音増幅器８２１〜８２４に重量信号を提供してもよい。位相信号、重量信号またはその両方は、アンテナ要素９０１〜９０４により用いられて、放射器８３１〜８３４を介して、アンテナアレイにより放射された適応型ビームパターンを生成してもよい。またさらに、または、代わりに、位相信号、重量信号またはその両方は、アンテナ要素９０１〜９０４により用いられて、アンテナアレイの角度識別力を調整してもよい。
【００４５】
マイクロコントローラ８４２はまた、表示部８４４を介して方向表示を提供してもよい。方向表示は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機９００の操作者に、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示してもよい。アンテナ要素９０１〜９０４が非直線構成で配置されているとき、方向表示は、対象となるＲＦＩＤ装置に対する２本の軸、例えば、方位角方向および仰角方向に沿った方向情報を含んでいてもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機９００はまた、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２に示した構成部品のような追加の構成部品を含んでもよい。
【００４６】
図１０および図１１は、四要素アンテナアレイに関連する疑似和および差信号を示している。図１０は、図８において示されているようにアンテナ要素がサブアレイに構成されている状態の図８の四要素能動型アンテナアレイ８００についての和ビームパターン１００１および差ビームパターン１００２を示している。すなわち、第１アンテナ要素８０１および第２アンテナ要素８０２は、第１サブアレイを形成し、第３アンテナ要素８０３および第４アンテナ要素８０４は、第２サブアレイを形成する。図１０の和ビームパターン１００１および差ビームパターン１００２を生成するために、各対応するサブアレイのアンテナ要素を合計して、サブアレイ信号を形成する。和ビームパターン１００１および差ビームパターン１００２は、サブアレイ信号に基づいて決定される。シータ＝０度における差パターン１００２の鋭いヌルは、図４の差パターン４０２と比較して向上した感度を示している。ＲＦＩＤ読取り機用途に対する＋／−１０度よりも大きい角度選択が期待される。上記鋭いヌルはまた、不要反射を拒否することができ、より少ない帰還信号ビームを携帯型ＲＦＩＤ読取り機により処理してもよいので、マルチパス軽減の向上を示す。
【００４７】
図１１は、アンテナ要素がサブアレイに構成されていない状態の図８の四要素能動型アンテナアレイ８００に対する和ビームパターン１１０１および差ビームパターン１１０２を示している。すなわち、第１、第２、第３および第４アンテナ要素８０１〜８０４を合計して、和信号を決定する。第１および第２アンテナ要素８０１〜８０２の合計を、第３および第４アンテナ要素８０３〜８０４の合計から減算して、差信号を決定する。シータ＝０度における差パターン１１０２の鋭いヌルは、図４の差パターン４０２と比較して向上した感度を示している。ＲＦＩＤ読取り機用途に対する＋／−１０度よりも大きい角度選択が期待される。上記鋭いヌルはまた、マルチパス軽減の向上を示す。
【００４８】
図１２は、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２といった携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ１２００の第４の特定の実施形態を示している。能動型アンテナアレイ１２００は、非直線（例えば、正方形または長方形）構成で配置されている第１アンテナ要素１２０１と第２アンテナ要素１２０２と第３アンテナ要素１２０３と第４アンテナ要素１２０４とを含む。能動型アンテナアレイ１２００は、第１アンテナ要素１２０１と第３アンテナ要素１２０３との中心から中心まで測定した第１軸に沿った間隔がおよそ２インチであり、第１アンテナ要素１２０１と第２アンテナ要素１２０２との中心から中心まで測定した第２軸に沿った間隔がおよそ２インチである。第１軸と第２軸とは、互いに垂直であってもよい。図２を参照しつつ説明したように、あるＲＦＩＤ技術により用いられる固有波長は、約１２．９インチである。したがって、アンテナ要素１２０１〜１２０４の中心間間隔は、両軸に沿って約六分の一波長（すなわち、約０．１５波長）である。また、縁部寸法が約４インチ×４インチより短い状態で、能動型アンテナアレイ１２００は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機において使用可能となるのに十分なほど小型である。アンテナ要素１２０１〜１２０４により受信される帰還信号に基づいて和信号および差信号を決定することにより、アンテナアレイ１２００は、複数のＲＦＩＤ装置およびマルチパス帰還路信号の存在下でも、対象となるＲＦＩＤ装置への方向の特定に十分な方向識別力を有することができる。さらに、図２の能動型アンテナアレイ２００と比較して能動型アンテナアレイ１２００に存在する追加のアンテナ要素は、方向識別力の向上をもたらす可能性がある。さらに、アンテナ要素１２０１〜１２０４は、非直線構成で配置されているので、アンテナアレイは、２本の軸、例えば、方位角軸および仰角軸において方向識別力を提供できる。
【００４９】
ある特定の実施形態において、アンテナ要素１２０１〜１２０４は、サブアレイにまとめることができる。例えば、第１アンテナ要素１２０１および第２アンテナ要素１２０２を第１サブアレイとしてもよく、第３アンテナ要素１２０３および第４アンテナ要素１２０４を第２サブアレイとしてもよい。別の実施例において、第１アンテナ要素１２０１および第３アンテナ要素１２０３を第１サブアレイとしてもよく、第２アンテナ要素１２０２および第４アンテナ要素１２０４を第２サブアレイとしてもよい。さらに別の実施例において、第１アンテナ要素１２０１および第４アンテナ要素１２０４を第１サブアレイとしてもよく、第２アンテナ要素１２０２および第３アンテナ要素１２０３を第２サブアレイとしてもよい。その他のサブアレイ構成もまた可能である。例えば、３つのアンテナ要素が第１サブアレイを形成してもよく、１つのアンテナ要素が第２サブアレイを形成してもよい。同様に、１つ以上のアンテナ要素が、１つより多くのサブアレイに含まれていてもよい。例えば、第１サブアレイは、第１アンテナ要素１２０１、第２アンテナ要素１２０２および第３アンテナ要素１２０３を含んでいてもよく、第２サブアレイは、第２アンテナ要素１２０２、第３アンテナ要素１２０３および第４アンテナ要素１２０４を含んでいてもよい。さらに、２つより多くのサブアレイを用いてもよい。例えば、第１サブアレイは、第１アンテナ要素１２０１、第３アンテナ要素１２０３および第４アンテナ要素１２０４を含んでいてもよく、第２サブアレイは、第２アンテナ要素１２０２、第３アンテナ要素１２０３および第４アンテナ要素１２０４を含んでいてもよく、第３サブアレイは、第１アンテナ要素１２０１、第２アンテナ要素１２０２および第４アンテナ要素１２０４を含んでいてもよく、第４サブアレイは、第１アンテナ要素１２０１、第２アンテナ要素１２０２および第３アンテナ要素１２０３を含んでいてもよい。同様に、アンテナ要素１２０１〜１２０４のいくつかまたはすべてが１つより多くのサブアレイに用いられている状態で、さまざまな群の２つのアンテナ要素をサブアレイにまとめてもよい。
【００５０】
図１３は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１３００の第４の特定の実施形態の回路図である。携帯型ＲＦＩＤ読取り機１３００は、第１アンテナ要素１３０１と第２アンテナ要素１３０２と第３アンテナ要素１３０３と第４アンテナ要素１３０４とを含む４つのアンテナ要素を有する能動型アンテナアレイを含む。例えば、能動型アンテナアレイは、図１２の能動型アンテナアレイ１２００であってもよい。別の実施例において、能動型アンテナアレイは、図１２の能動型アンテナアレイ１２００とは異なるアンテナ要素１３０１〜１３０４の間隔、大きさまたは構成を有していてもよい。例えば、アンテナ要素１３０１〜１３０４は、直線的に配置されるか、異なる非直線構成で配置されてもよい。
【００５１】
ある特定の実施形態において、アンテナ要素１３０１〜１３０４は、サブアレイに構成されている。携帯型ＲＦＩＤ読取り機１３００は、第１和差回路１２４１および第２和差回路１２４３を含む。第１和差回路１２４１および第２和差回路１２４３は、各対応するサブアレイのアンテナ要素により受信される応答信号に基づいて、和信号、差信号またはその両方を決定してもよい。例えば、第１和差回路１２４１は、第１アンテナ要素１３０１および第４アンテナ要素１３０４により受信される応答信号に基づいて、和信号および差信号を決定して、第１サブアレイ信号を形成してもよい。第２和差回路１２４３は、第２アンテナ要素１３０２および第３アンテナ要素１３０３により受信した応答信号に基づいて、和信号および差信号を決定して、第２サブアレイ信号を形成してもよい。第１サブアレイ信号および第２サブアレイ信号は、和差回路１２４０において受信されてもよい。和差回路１２４０は、マイクロコントローラ１２４２に提供される和信号および差信号を生成してもよい。
【００５２】
マイクロコントローラ１２４２は、アンテナ要素１３０１〜１３０４の各々の適応型ビーム形成制御回路に信号を送ってもよい。例えば、マイクロコントローラ１２４２は、アンテナ要素１３０１〜１３０４の移相器１２１１〜１２１４に位相信号を提供してもよい。別の実施例において、マイクロコントローラ１２４２は、アンテナ要素１３０１〜１３０４の低雑音増幅器１２２１〜１２２４に重量信号を提供してもよい。位相信号、重量信号またはその両方は、アンテナ要素１３０１〜１３０４により用いられて、放射器１２３１〜１２３４を介して、アンテナアレイにより放射された適応型ビームパターンを生成してもよい。またさらに、または、代わりに、位相信号、重量信号またはその両方は、アンテナ要素１３０１〜１３０４により用いられて、アンテナアレイの角度識別力を調整してもよい。
【００５３】
マイクロコントローラ１２４２はまた、表示部１２４４を介して方向表示を提供してもよい。方向表示は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機１３００の操作者に、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示してもよい。アンテナ要素１３０１〜１３０４が非直線構成で配置されているとき、方向表示は、対象となるＲＦＩＤ装置に対する２本の軸、例えば、方位角方向および仰角方向に沿った方向情報を含んでいてもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機１３００はまた、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２に示した構成部品のような追加の構成部品を含んでもよい。
【００５４】
図１４は、図１の携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２といった携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ１４００の第５の特定の実施形態を示している。アンテナアレイ１４００は、非直線（例えば、長方形または蝶ネクタイ）構成で配置されている第１アンテナ要素１４０１と第２アンテナ要素１４０２と第３アンテナ要素１４０３と第４アンテナ要素１４０４と第５アンテナ要素１４０５とを含む。アンテナアレイ１４００は、第１アンテナ要素１４０１と第２アンテナ要素１４０２との中心から中心まで測定した第１軸に沿った間隔がおよそ０．６波長であり、第１アンテナ要素１４０１と第４アンテナ要素１４０４との中心から中心まで測定した第２軸に沿った間隔がおよそ０．３５波長である。図２を参照しつつ説明したように、あるＲＦＩＤ技術により用いられる固有波長は、約１２．９インチである。したがって、第１軸に沿った中心間間隔は、約７．７５インチであり、第２軸に沿った間隔は、約１インチである。よって、能動型アンテナアレイ１４００は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機において使用可能となるのに十分なほど小型である。
【００５５】
アンテナ要素１４０１〜１４０５により受信される帰還信号に基づいて和信号および差信号を決定することにより、アンテナアレイ１４００は、複数のＲＦＩＤ装置およびマルチパス帰還路信号の存在下でも、対象となるＲＦＩＤ装置への方向の特定に十分な方向識別力を有することができる。さらに、図２の能動型アンテナアレイ２００と比較して能動型アンテナアレイ１４００に存在する追加のアンテナ要素は、方向識別力の向上をもたらす可能性がある。さらに、アンテナ要素１４０１〜１４０５は、非直線構成で配置されているので、アンテナアレイは、２本の軸において、例えば、方位角軸に沿ってかつ仰角軸に沿って方向識別力を提供できる。
【００５６】
また、上で説明したように、アンテナ要素１４０１〜１４０５を用いて、サブアレイを形成してもよい。例えば、２つ、３つまたは４つのアンテナ要素１４０１〜１４０５の群をサブアレイとなるように配置してもよい。いくつかまたはすべてのアンテナ要素１４０１〜１４０５が、１つより多くのサブアレイに含まれていてもよい。
【００５７】
図１５および図１６は、図１４のアンテナアレイ１４００に関連する疑似和および差信号を示している。とりわけ、図１５は、図１４の蝶ネクタイ形能動型アンテナアレイ１４００についての和ビームパターン１５０１および差ビームパターン１５０２を示している。シータ＝０度における差パターン１５０２の鋭いヌルは、優れた感度を示している。例えば、ＲＦＩＤ読取り機用途に対する少なくとも＋／−１０度の角度選択が期待される。上記鋭いヌルはまた、不要反射が拒否され、より少ない帰還信号ビームを携帯型ＲＦＩＤ読取り機により処理してもよいので、マルチパスの軽減を示す。
【００５８】
図１６は、図１４の蝶ネクタイ能動型アンテナアレイ１４００を用いて形成した適応型ビームに対する和ビームパターン１６０１および差ビームパターン１６０２を示している。蝶ネクタイ能動型アンテナアレイ１４００により形成した適応型ビームは、中心から３０度より大きい走査角度で空間内において電子的に走査可能である。
【００５９】
図１７、図１９、図２１および図２３は、さまざまな間隔を有する二要素アンテナアレイの実施形態を示している。図１８、図２０、図２２および図２４は、それぞれ、図１７、図１９、図２１および図２３の二要素アンテナアレイに関連する疑似和および差信号を示している。
【００６０】
図１７は、アンテナ要素１７０１とアンテナ要素１７０２との中心間間隔が約０．５波長である携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ１７００の第６の特定の実施形態を示している。図１８は、図１７のアンテナアレイ１７００に関連する疑似和および差信号を示しており、かつ、アンテナ要素１７０１とアンテナ要素１７０２との二分の一波長の間隔において、アンテナアレイ１７００が良好な感度および角度選択を有することを示している。
【００６１】
図１９は、アンテナ要素１９０１とアンテナ要素１９０２との中心間間隔が約０．２５波長である携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ１９００の第７の特定の実施形態を示している。図２０は、図１９のアンテナアレイ１９００に関連する疑似和および差信号を示しており、かつ、アンテナ要素１９０１とアンテナ要素１９０２との四分の一波長の間隔において、アンテナアレイ１９００が依然として良好な感度および角度選択を有することを示している。
【００６２】
図２１は、アンテナ要素２１０１とアンテナ要素２１０２との中心間間隔が約０．１２５波長である携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ２１００の第８の特定の実施形態を示している。図２２は、図２１のアンテナアレイ２１００に関連する疑似和および差信号を示しており、かつ、アンテナ要素２１０１とアンテナ要素２１０２との八分の一波長の間隔において、アンテナアレイ２１００が依然として良好な感度および角度選択を有することを示している。
【００６３】
図２３は、アンテナ要素２３０１とアンテナ要素２３０２との中心間間隔が約０．０６２５波長である携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイ２３００の第９の特定の実施形態を示している。図２４は、図２３のアンテナアレイ２３００に関連する疑似和および差信号を示しており、かつ、アンテナ要素２３０１とアンテナ要素２３０２との十六分の一波長の間隔において、アンテナアレイ２３００が有用な感度および角度選択を有することを示している。ただし、図１７〜図２４は二アンテナ要素アレイを扱っているが、感度および角度選択は、より多くのアンテナ要素の追加によりさらに向上させてもよい。例えば、隣接するアンテナ要素間の中心間間隔が十六分の一波長である四アンテナ要素アレイは、アンテナアレイの全体寸法を非常に小さく維持しつつ、図２３の二要素アンテナアレイ２３００に対して向上した性能を有しているはずである。例えば、固有波長が約１２．９インチであるとき、十六分の一波長の中心間間隔は、１インチより短い。したがって、十六分の一波長の中心間間隔を有する正方形構成の四要素アンテナアレイは、約１平方インチの面積をカバー可能である。
【００６４】
図２５は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機を用いる方法の第１の特定の実施形態のフローチャートである。該方法は、２５０２において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイから少なくとも１つの第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号を送る携帯型ＲＦＩＤ読取り機を用いることを含む。この文脈における呼びかけ信号は、ＲＦＩＤ装置からの情報を要求し、かつ、ＲＦＩＤ装置を書き換えたりプログラムし直したりしない信号を含んでもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機におけるアンテナアレイは、複数のアンテナ要素を含む。例えば、携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、図１に示した携帯型ＲＦＩＤ読取り機１０２を含んでもよい。アンテナアレイは、携帯型ＲＦＩＤ読取り機が携帯型手持ち走査に十分なほど小型である限りにおいて、あらゆる数または構成のアンテナアレイ要素を含んでいてもよい。例えば、アンテナアレイは、図２、図６、図８、図１２、図１４、図１７、図１９、図２１または図２３を参照しつつ説明したようなアンテナ要素と、図３、図７、図９または図１３を参照しつつ説明したような回路とを含んでもよい。
【００６５】
２５０４において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機に近接したＲＦＩＤ装置から第１応答信号を受信してもよい。第１応答信号は、少なくともアンテナアレイの第１アンテナ要素により、かつ、アンテナアレイの第２アンテナ要素により受信されてもよい。該方法はまた、２５０６において、第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号とを合計することにより和信号を決定することを含む。該方法はさらに、２５０８において、第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号との差を求めることにより差信号を決定することを含む。該方法はまた、２５１０において、和信号および差信号に基づいて携帯型ＲＦＩＤ読取り機からＲＦＩＤ装置への方向を特定することを含む。該方法はまた、２５１２において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の指示器を起動することを含んでもよい。指示器は、ＲＦＩＤ装置への方向を示してもよい。
【００６６】
図２６は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機を用いる方法の第２の特定の実施形態のフローチャートである。該方法は、２６０２において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイから少なくとも１つの第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号を送ることを含む。携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、図１〜図２４を参照しつつ説明したようなＲＦＩＤ読取り機を含んでもよい。携帯型ＲＦＩＤ読取り機は、複数のアンテナ要素を含む能動型アンテナアレイを含んでもよい。第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号は、図１を参照しつつ説明した第１呼びかけパターン１４２のようなある特定の位相および振幅を各々が有する能動型アンテナアレイのアンテナ要素からの信号を介して送ってもよい。
【００６７】
該方法はまた、２６０４において、対象となるＲＦＩＤ装置とＲＦＩＤ読取り機に近接して位置する１つ以上の他のＲＦＩＤ装置とからの複数の応答信号を受信することを含む。応答信号は、能動型アンテナアレイの少なくとも第１アンテナ要素と第２アンテナ要素とにより受信されてもよい。該方法はまた、２６０６において、第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号とを合計することにより和信号を決定することを含む。その他のアンテナ要素により受信された信号に基づいて追加の和信号を決定してもよい。例えば、２つより多くのアンテナ要素が存在するとき、２つ以上のアンテナ要素をまとめて、和信号および差信号を決定するための個々の要素として扱われるサブアレイとすることにより、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を特定してもよい。該方法はまた、２６０８において、第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号との差を求めることにより差信号を決定することを含んでもよい。和信号と同様に、差信号は、２つより多くのアンテナ要素が存在するとき、能動型アンテナアレイのサブアレイに基づいて決定してもよい。
【００６８】
該方法はまた、２６１０において、対象となるＲＦＩＤ装置を識別するデータを含む携帯型ＲＦＩＤ読取り機のメモリにアクセスすることを含んでもよい。該方法はまた、２６１２において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機により受信した複数の応答信号をフィルターにかけることにより、第１ＲＦＩＤ装置から受信した第１応答信号を識別することを含んでもよい。例えば、対象となるＲＦＩＤ装置以外のＲＦＩＤ装置から受信した応答信号は、フィルタリングにより破棄してもよい。該方法はまた、２６１４において、和信号および差信号に基づいて携帯型ＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置への方向を特定してもよい。
【００６９】
該方法はまた、２６１６において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機からの第２ＲＦＩＤ呼びかけ信号を概ね対象となるＲＦＩＤ装置へ向けて電子的に誘導することを含んでもよい。例えば、第２ＲＦＩＤ呼びかけ信号は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の能動型アンテナアレイから第２ビームパターンを介して送られてもよい。第２ビームパターンは、適応型ビーム形成を用いて電子的に誘導されてもよい。例えば、第２ビームパターンは、図１の第２呼びかけパターン１４３を含んでもよい。例示のために、第２ビームパターンを形成するために１つ以上のアンテナ要素から送られる信号は、第１ＲＦＩＤ呼びかけパターンの信号の位相および振幅に対して修正された位相、修正された振幅またはその両方を有していてもよい。またさらに、または、代わりに、該方法は、修正された位相、修正された振幅またはその両方を用いて能動型アンテナアレイの角度識別力を調整することを含んでもよい。
【００７０】
該方法はまた、２６１８において、能動型アンテナアレイにより対象となるＲＦＩＤ装置と、あるいは１つ以上の他のＲＦＩＤ装置とからの第２応答信号を受信することを含んでもよい。例えば、第２応答信号は、アンテナアレイの少なくとも第１アンテナ要素および第２アンテナ要素により受信されてもよい。該方法はまた、２６２０において、第２和信号および第２差信号を決定することを含んでもよい。例えば、第２和信号は、第１アンテナ要素により受信された第２応答信号と第２アンテナ要素により受信された第２応答信号とを合計することにより決定してもよい。第２差信号は、第１アンテナ要素により受信された第２応答信号と第２アンテナ要素により受信された第２応答信号との差を求めることにより決定してもよい。前に説明したように、２つより多くのアンテナ要素が存在するとき、和信号および差信号を決定するためにアンテナ要素をまとめてサブアレイとしてもよい。
【００７１】
該方法はまた、２６２２において、第２和信号および第２差信号に基づいて携帯型ＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置への改良した方向を特定することを含む。ある特定の実施形態において、該方法は、２６１６へ戻って、携帯型ＲＦＩＤ読取り機から概ね対象となるＲＦＩＤ装置へ向かって後続のＲＦＩＤ呼びかけ信号を反復して電子的に誘導することにより、携帯型ＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置へのより改良した方向を続いて特定する。
【００７２】
該方法はさらに、２６２４において、携帯型ＲＦＩＤ読取り機の指示器を起動することを含んでもよい。指示器は、対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示してもよい。例えば、指示器は、携帯型ＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置への方位角、仰角またはその両方を示してもよい。
【００７３】
ここで説明した実施形態の例示は、さまざまな実施形態の構造の一般的理解を提供することを意図している。該例示は、ここで説明した構造または方法を利用する装置およびシステムの要素および特徴のすべてを完全に説明することを意図してはいない。本開示に目を通すと、数多くの他の実施形態が当業者にとって明らかであろう。他の実施形態を利用し、かつ、本開示から導き出してもよく、その結果、本開示の範囲から逸脱することなく構造的かつ論理的な置換および変更を行ってもよい。例えば、方法工程は、図に示されているものとは異なる順序で行ってもよく、または、１つ以上の方法工程を省略してもよい。よって、開示および図は、制限的というよりむしろ例示的に考慮されるべきである。また、例示を簡潔かつ明確にするために、図示されているある要素は、必ずしも一定の縮尺にしたがってはいない。例えば、要素のうちのいくつかの寸法は、他の要素に対して誇張されていることがある。
【００７４】
そのうえ、ここで特定の実施形態を例示および説明してきたが、示した該特定の実施形態の代わりに、同じまたは同様の結果を達成するよう設計されたいかなる後続の配置構成を用いてもよいことは理解されたい。本開示は、さまざまな実施形態のあらゆるすべての後続の適合例または変形例を包含することを意図している。上記実施形態およびここで特定して説明はされていないその他の実施形態の組み合わせは、上記説明に目を通すと当業者にとって明らかとなるだろう。
【００７５】
開示の要約は、請求項の範囲または意味を解釈または限定するよう用いられることはないということを理解したうえで提出される。これに加えて、前述の詳細な説明において、開示を簡素化するためにさまざまな特徴をひとまとめにしたり、単一の実施形態において説明していることがある。本開示は、請求されている実施形態が各請求項にはっきりと記載されているより多くの特徴を要件とするという意図を反映しているとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の請求項が反映するように、請求されている主題は、開示されているあらゆる実施形態の特徴のすべてより少ない特徴に関していてもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）からＲＦＩＤ信号（１５４）を受信するための複数のアンテナ要素（１２０、１２１）を含む能動型アンテナアレイ（１１２）であって、複数のアンテナ要素（１２０、１２１）が、能動型アンテナアレイ（１１２）により生成されるビームパターンを制御するための制御回路（１２２、１２３）を含む能動型アンテナアレイ（１１２）と、
複数のアンテナ要素（１２０、１２１）のうちの少なくとも２つにより受信されるＲＦＩＤ信号（１５４）を合計することにより和信号を決定するよう動作可能な和回路（１２４）と、
複数のアンテナ要素（１２０、１２１）のうちの少なくとも２つにより受信されるＲＦＩＤ信号（１５４）同士の差信号を決定するよう動作可能な差回路（１２６）と、
制御回路（１２２、１２３）を用いて和信号および差信号に基づいてビームパターンを電子的に誘導して、ＲＦＩＤ読取り機（１０２）から１つ以上のＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）のうちのある特定のＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）への方向を特定するためのコントローラ（１３０）と
を含む、携帯型無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読取り機（１０２）。
【請求項２】
受信されるＲＦＩＤ信号が、固有波長を有し、複数のアンテナ要素が、固有波長（１５６）の二分の一より短い中心間距離だけ離間されている、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項３】
中心間距離が、固有波長（１５６）の八分の一より短い、請求項２に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項４】
ある特定のＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）への方向を示すための方向指示器（１３８）をさらに含む、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項５】
携帯型ハウジング（１１０）をさらに含み、和回路（１２４）と、差回路（１２６）と、コントローラ（１３０）と、電池（１４０）とが、携帯型ハウジング（１１０）内に少なくとも部分的に収容されている、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項６】
コントローラ（１３０）が、差信号の位相に少なくとも部分的に基づいてＲＦＩＤ読取り機（１０２）からある特定のＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）への方向を特定する、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項７】
複数のアンテナ要素（１２０、１２１）が、直線構成で配置されている、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項８】
複数のアンテナ要素（１２０、１２１）が、非直線構成で配置されている、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項９】
複数のアンテナ要素（１２０、１２１）のうちの少なくとも２つのアンテナ要素（１２０、１２１）により放射される波形の位相および振幅の少なくとも一方が、独立して制御可能である請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項１０】
対象となるＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）を示す少なくとも１つのＲＦＩＤ装置識別子（１３６）を受信するための入力装置（１３２）と、少なくとも１つのＲＦＩＤ装置識別子（１３６）を保存するためのメモリ（１３４）とをさらに含み、ある特定のＲＦＩＤ装置のＲＦＩＤ装置識別子（１３６）がメモリに保存されているとき、コントローラ（１３０）が、ある特定のＲＦＩＤ装置への方向を特定する、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機。
【請求項１１】
１つ以上のＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）からＲＦＩＤ信号（１５４）を受信するための複数のアンテナ要素（１２０、１２１）を含み、受信されるＲＦＩＤ信号（１５４）が固有波長（１５６）を有する能動型アンテナアレイ（１１２）であって、複数のアンテナ要素（１２０、１２１）が、少なくとも第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）とを含み、第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）とが、固有波長（１５６）の二分の一より短い距離だけ離間されている能動型アンテナアレイ（１１２）と、
受信されるＲＦＩＤ信号（１５４）に基づいて能動型アンテナアレイ（１１２）のビームパターンを電子的に誘導して、１つ以上のＲＦＩＤ装置のうちのある特定のＲＦＩＤ装置への方向を特定するための回路（１２８）と
を含む、携帯型無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読取り機（１０２）。
【請求項１２】
能動型アンテナアレイ（１１２）が、第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）との間に少なくとも１つの第３アンテナ要素を含む、請求項１１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項１３】
第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）とに結合されており、第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）とにより受信されるＲＦＩＤ信号（１５４）を合計することにより和信号を決定する和回路（１２４）をさらに含む、請求項１１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項１４】
第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）とに結合されており、第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）とにより受信されるＲＦＩＤ信号（１５４）同士の差信号を決定する差回路（１２６）をさらに含む、請求項１１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項１５】
複数のＲＦＩＤ装置の中の対象となるＲＦＩＤ装置の位置を特定する方法であって、
携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイから少なくとも１つの第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号を送ること（２５０２）であって、アンテナアレイが複数のアンテナ要素を含む、送ることと、
少なくともアンテナアレイの第１アンテナ要素により、および、アンテナアレイの第２アンテナ要素により、携帯型ＲＦＩＤ読取り機に近接した対象となるＲＦＩＤ装置から第１応答信号を受信すること（２５０４）と、
第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号とを合計することにより和信号を決定すること（２５０６）と、
第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号との差を求めることにより差信号を決定すること（２５０８）と、
和信号および差信号に基づいてＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置への方向を特定すること（２５１０）と、
携帯型ＲＦＩＤ読取り機の指示器を起動すること（２５１２）であって、指示器が対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示す、起動することと
を含む方法。
【請求項１６】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機から概ね対象となるＲＦＩＤ装置へ向かって第２ＲＦＩＤ呼びかけ信号を電子的に誘導すること（２６１６）をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
アンテナアレイが、複数のアンテナ要素のうちの少なくとも１つのアンテナ要素から位相および振幅を有する第１波形を送信することにより第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号を送り（２５０２）、かつ、第２ＲＦＩＤ呼びかけ信号を電子的に誘導することが、少なくとも１つのアンテナ要素から第２波形を送ることを含み、第２波形が第１波形に対して修正された位相および修正された振幅のうちの少なくとも一方を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
少なくともアンテナアレイの第１アンテナ要素とアンテナアレイの第２アンテナ要素とにより対象となるＲＦＩＤ装置から第２応答信号を受信すること（２６１８）と、
第１アンテナ要素により受信された第２応答信号と第２アンテナ要素により受信された第２応答信号とを合計することにより第２和信号を決定すること（２６２０）と、
第１アンテナ要素により受信された第２応答信号と第２アンテナ要素により受信された第２応答信号との差を求めることにより第２差信号を決定すること（２６２０）と、
第２和信号および第２差信号に基づいてＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置への改良した方向を特定すること（２６２２）と
をさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号に応答して、対象となるＲＦＩＤ装置を含む携帯型ＲＦＩＤ読取り機に近接した複数のＲＦＩＤ装置からの第１応答信号を含む複数の応答信号を受信すること（２６０４）と、
複数の応答信号をフィルターにかけることにより、第１応答信号を識別すること（２６１２）と
をさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
対象となるＲＦＩＤ装置を識別するデータを含むメモリにアクセスすること（２６１０）をさらに含み、複数の応答信号がデータに基づいてフィルターにかけられる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１】
１つ以上のＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）からＲＦＩＤ信号（１５４）を受信するための複数のアンテナ要素（１２０、１２１）を含む能動型アンテナアレイ（１１２）であって、複数のアンテナ要素（１２０、１２１）が、能動型アンテナアレイ（１１２）により生成されるビームパターンを制御するための制御回路（１２２、１２３）を含む能動型アンテナアレイ（１１２）と、
複数のアンテナ要素（１２０、１２１）のうちの少なくとも２つにより受信されるＲＦＩＤ信号（１５４）を合計することにより和信号を決定するよう動作可能な和回路（１２４）と、
複数のアンテナ要素（１２０、１２１）のうちの少なくとも２つにより受信されるＲＦＩＤ信号（１５４）同士の差信号を決定するよう動作可能な差回路（１２６）と、
制御回路（１２２、１２３）を用いて和信号および差信号に基づいてビームパターンを電子的に誘導して、ＲＦＩＤ読取り機（１０２）から１つ以上のＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）のうちのある特定のＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）への方向を特定するためのコントローラ（１３０）と
を含む、携帯型無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読取り機（１０２）。
【請求項２】
受信されるＲＦＩＤ信号が、固有波長を有し、複数のアンテナ要素が、固有波長（１５６）の二分の一より短い中心間距離だけ離間されている、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項３】
中心間距離が、固有波長（１５６）の八分の一より短い、請求項２に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項４】
ある特定のＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）への方向を示すための方向指示器（１３８）をさらに含む、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項５】
携帯型ハウジング（１１０）をさらに含み、和回路（１２４）と、差回路（１２６）と、コントローラ（１３０）と、電池（１４０）とが、携帯型ハウジング（１１０）内に少なくとも部分的に収容されている、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項６】
コントローラ（１３０）が、差信号の位相に少なくとも部分的に基づいてＲＦＩＤ読取り機（１０２）からある特定のＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）への方向を特定する、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項７】
複数のアンテナ要素（１２０、１２１）が、直線構成で配置されている、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項８】
複数のアンテナ要素（１２０、１２１）が、非直線構成で配置されている、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項９】
複数のアンテナ要素（１２０、１２１）のうちの少なくとも２つのアンテナ要素（１２０、１２１）により放射される波形の位相および振幅の少なくとも一方が、独立して制御可能である請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項１０】
対象となるＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）を示す少なくとも１つのＲＦＩＤ装置識別子（１３６）を受信するための入力装置（１３２）と、少なくとも１つのＲＦＩＤ装置識別子（１３６）を保存するためのメモリ（１３４）とをさらに含み、ある特定のＲＦＩＤ装置のＲＦＩＤ装置識別子（１３６）がメモリに保存されているとき、コントローラ（１３０）が、ある特定のＲＦＩＤ装置への方向を特定する、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機。
【請求項１１】
１つ以上のＲＦＩＤ装置（１１４、１１５、１１６）からＲＦＩＤ信号（１５４）を受信するための複数のアンテナ要素（１２０、１２１）を含み、受信されるＲＦＩＤ信号（１５４）が固有波長（１５６）を有する能動型アンテナアレイ（１１２）であって、複数のアンテナ要素（１２０、１２１）が、少なくとも第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）とを含み、第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）とが、固有波長（１５６）の二分の一より短い距離だけ離間されている能動型アンテナアレイ（１１２）と、
受信されるＲＦＩＤ信号（１５４）に基づいて能動型アンテナアレイ（１１２）のビームパターンを電子的に誘導して、１つ以上のＲＦＩＤ装置のうちのある特定のＲＦＩＤ装置への方向を特定するための回路（１２８）と
を含む、携帯型無線周波数識別（ＲＦＩＤ）読取り機（１０２）。
【請求項１２】
能動型アンテナアレイ（１１２）が、第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）との間に少なくとも１つの第３アンテナ要素を含む、請求項１１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項１３】
第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）とに結合されており、第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）とにより受信されるＲＦＩＤ信号（１５４）を合計することにより和信号を決定する和回路（１２４）をさらに含む、請求項１１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項１４】
第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）とに結合されており、第１アンテナ要素（１２０）と第２アンテナ要素（１２１）とにより受信されるＲＦＩＤ信号（１５４）同士の差信号を決定する差回路（１２６）をさらに含む、請求項１１に記載の携帯型ＲＦＩＤ読取り機（１０２）。
【請求項１５】
複数のＲＦＩＤ装置の中の対象となるＲＦＩＤ装置の位置を特定する方法であって、
携帯型ＲＦＩＤ読取り機のアンテナアレイから少なくとも１つの第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号を送ること（２５０２）であって、アンテナアレイが複数のアンテナ要素を含む、送ることと、
少なくともアンテナアレイの第１アンテナ要素により、および、アンテナアレイの第２アンテナ要素により、携帯型ＲＦＩＤ読取り機に近接した対象となるＲＦＩＤ装置から第１応答信号を受信すること（２５０４）と、
第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号とを合計することにより和信号を決定すること（２５０６）と、
第１アンテナ要素により受信された第１応答信号と第２アンテナ要素により受信された第１応答信号との差を求めることにより差信号を決定すること（２５０８）と、
和信号および差信号に基づいてＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置への方向を特定すること（２５１０）と、
携帯型ＲＦＩＤ読取り機の指示器を起動すること（２５１２）であって、指示器が対象となるＲＦＩＤ装置への方向を示す、起動することと
を含む方法。
【請求項１６】
携帯型ＲＦＩＤ読取り機から概ね対象となるＲＦＩＤ装置へ向かって第２ＲＦＩＤ呼びかけ信号を電子的に誘導すること（２６１６）をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
アンテナアレイが、複数のアンテナ要素のうちの少なくとも１つのアンテナ要素から位相および振幅を有する第１波形を送信することにより第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号を送り（２５０２）、かつ、第２ＲＦＩＤ呼びかけ信号を電子的に誘導することが、少なくとも１つのアンテナ要素から第２波形を送ることを含み、第２波形が第１波形に対して修正された位相および修正された振幅のうちの少なくとも一方を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
少なくともアンテナアレイの第１アンテナ要素とアンテナアレイの第２アンテナ要素とにより対象となるＲＦＩＤ装置から第２応答信号を受信すること（２６１８）と、
第１アンテナ要素により受信された第２応答信号と第２アンテナ要素により受信された第２応答信号とを合計することにより第２和信号を決定すること（２６２０）と、
第１アンテナ要素により受信された第２応答信号と第２アンテナ要素により受信された第２応答信号との差を求めることにより第２差信号を決定すること（２６２０）と、
第２和信号および第２差信号に基づいてＲＦＩＤ読取り機から対象となるＲＦＩＤ装置への改良した方向を特定すること（２６２２）と
をさらに含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
第１ＲＦＩＤ呼びかけ信号に応答して、対象となるＲＦＩＤ装置を含む携帯型ＲＦＩＤ読取り機に近接した複数のＲＦＩＤ装置からの第１応答信号を含む複数の応答信号を受信すること（２６０４）と、
複数の応答信号をフィルターにかけることにより、第１応答信号を識別すること（２６１２）と
をさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
対象となるＲＦＩＤ装置を識別するデータを含むメモリにアクセスすること（２６１０）をさらに含み、複数の応答信号がデータに基づいてフィルターにかけられる、請求項１５に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公表番号】特表２０１３−５１７６８９（Ｐ２０１３−５１７６８９Ａ）
【公表日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４８９９６（Ｐ２０１２−５４８９９６）
【出願日】平成２３年１月１１日（２０１１．１．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２０７５９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８８００９
【国際公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１１日（２０１１．１．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２０７５９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８８００９
【国際公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（５００５２０７４３）ザ・ボーイング・カンパニー (773)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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